[发明专利]一种沥青混合料横观各向同性的测试方法

说明书

技术领域

本发明属于沥青混合料力学性能的检测与评价领域，具体涉及一种沥青混合 料横观各向同性的测试方法。

背景技术

大量研究表明，路面压实成型的沥青混合料在各个方向的力学特征存在差异， 尤其是垂直于路表和平行于路表两个方向上模量的差异甚至高达30％，即沥青混 合料表现出明显的横观各向同性。但是，沥青混合料作为一种由粗细集料、填料、 沥青和空隙组成的多相复合材料，其横观各向同性在很大程度上取决于内部各相 材料的空间分布和形状特征，从而导致不同沥青混合料的横观各向同性程度并不 相同。因此，有必要准确测试混合料的横观各向同性。

目前，测试沥青混合料横观各向同性的方法主要有两种。方法①：同一试件 不同方向的模量测试，测试步骤如图1所示，成型沥青混合料圆柱体试件，从中 切割出立方体试件，对立方体试件，在竖向和横向分别依次施加小应力或小应变， 测试立方体试件竖向和横向模量，以两者的比值表征沥青混合料的各向异性程度。 上述测试方法，虽然可以获取沥青混合料的模量比，但其缺陷也不容忽视。主要 是在进行第一个方向模量测试时，必然引起与此方向平行的四个面产生向外侧 “隆起”等变形，即使施加应力水平较小，这些变形也不可避免。由于常温或高 温下沥青混合料的黏弹塑性，这部分变形并不能完全恢复，这就导致第二个方向 模量测试不准确。不仅如此，该方法采用的小应力或小应变，与路表沥青混合料 所受到的较高压应力水平存在差异；由于沥青混合料各向异性的应力依赖性，小 应力测试导致获得的各个方向上模量差异不明显，从而低估了高温重载下沥青混 合料的各向异性。方法②：不同试件同一方向的模量测试，测试步骤如图2所示， 成型沥青混合料的两个大体积试件，沿着一个大试件的轴向钻取圆柱体试件，沿 着另一个大体积试件的径向钻取试件，对钻取所得试件分别测试其轴向模量，以 此作为大体积试件的轴向和径向模量，计算轴向与径向的模量比，以反映沥青混 合料的横观各向同性。由于模量测试的小试件分属于不同的大体积试件，各个大 体积试件中集料颗粒形状和分布不完全相同，这就导致有时出现水平模量大于竖 向模量的反常情况。目前沥青混合料横观各向同性的两种测试方法都存在缺陷， 有必要发明一种新的测试方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供准确性更高的沥青混合料横观 各向同性的测试方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种沥青混合料横观各向同性的 测试方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：通过旋转压实的方式成型沥青混合料试件1；

步骤二：沿着试件1的轴向钻孔取芯得到第一圆柱体试件2和圆环试样，测 得第一圆柱体试件2的抗压回弹模量，并以此作为沥青混合料试件1的轴向模量 E_V；

步骤三：抽提第一圆柱体试件2和圆环试样的沥青，补充破碎集料，采用相 同质量的同种沥青拌合、采用与步骤一相同的条件成型沥青混合料试件3；

步骤四：沿着试件3的径向钻孔取芯得到第二圆柱体试件4，将第二圆柱体试件4的两个底面切割成水平的圆形得到试件6，测得试件6的抗压回弹模量，并以此作为试件3的径向模量E_h，根据各向异性度评估沥青混合料横观各向同性程度。

在步骤三中，补充破碎集料的方式为：沥青抽提后，剔除钻孔取芯导致的破 碎集料，对矿料进行筛分，适量的补充破碎集料，使沥青抽提前后各档矿料的质 量相同。

在步骤一中，将搅拌好的沥青混合料倒入模具中，再将模具放至旋转压实仪 上成型试件。

在步骤三中，抽提第一圆柱体试件2和圆环试样的沥青后剩余的矿料,将由 于钻孔取芯导致的破碎集料剔除,对矿料进行筛分,适量补充矿料,使各档矿料与 成型试件1的矿料质量相同,在补充好的矿料中倒入与试件1中相同的沥青,成型 试件3。

在步骤四中，沿着虚线将第二圆柱体试件4的两个底面切割成水平的圆形， 得到试件6，测量试件6高度，将试件6在30℃下保温，沿试件6轴向施加应力， 根据轴向模量的计算方法，计算试件6的抗压回弹模量，并以此作为试件3的横 向模量E_h。

由于钻孔取芯第一圆柱体试件的过程中集料破碎相对较少，对破碎集料适量 补充后，矿料与原来的矿料相差不大，从而保证试件1和试件3具有相当的内部 结构。