[发明专利]一种沥青混合料开裂性能的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料性能检测技术领域，尤其涉及一种沥青混合料开裂性能的测试方法。

背景技术

沥青路面的低温开裂是最常见的一种损坏现象之一。路面开裂的主要原因是由于在低温下沥青粘结料变脆、变硬，应力松弛能力低，在行车荷载及温度的复合作用下，出现拉应力超过沥青混凝土的极限抗拉强度而发生开裂。为评价沥青粘结料的低温性能，美国SHRP研究开发了弯曲梁流变仪，应用工程上梁的理论来测量沥青小梁试件在蠕变荷载作用下的劲度。SHRP的研究证明直接拉伸破坏应变与沥青混合料的温度应力试验的破断温度之间具有良好的相关关系。

在沥青混合料的低温收缩和疲劳开裂中，集料的骨架作用对抑止低温开裂无能为力，而沥青结合料的低温抗裂性能却起到决定性的作用。我国《公路沥青路面施工技术规范》中，采用-10℃下沥青混合料小梁弯曲试验破坏应变来表征沥青混凝土的低温开裂性能。但是断裂力学认为，在材料加工的过程中，经常会形成宏观尺寸的裂纹，在一定条件下，裂纹急剧扩展，最后导致构件的脆性断裂。因此，采用断裂能来表示已有缺陷的沥青混凝土的开裂性能更为合理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种方法简单、易实施的沥青混合料开裂性能的测试方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种沥青混合料开裂性能的测试方法，包括以下步骤：

⑴待测试样采用直径为150mm、厚度为2.5mm的半圆形沥青混合料试样；

⑵在所述待测试样的两侧粘贴长为100mm、宽25mm、厚2mm的金属拉伸片；

⑶采用温控箱控制试样温度，在待测温度下保温2~4小时，然后将所述待测试样上下两端所述金属拉伸片固定在拉力机的上下拉头上，对中后进行开裂试验，采集应力应变数据，并用开裂指数表示沥青混合料开裂性能。

所述步骤⑴中待测试样的中心设有深度为6mm的缺口。

所述步骤⑶中温控箱的温度变化范围在-30℃~+50℃，其温度升降速度为0.5℃/min，精度为0.1℃。

所述步骤⑶中拉力试验机按位移控制，速度为1mm/min。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明可直接采用沥青混合料旋转压实试件，制件简单，与车辙板切割小梁试件相比，试件尺寸易控制。

2、本发明采用开裂能作为沥青混合料开裂性能指标，可以更加合理地说明材料性能，具有科学性。

3、本发明方法简单、易实施。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的测试方法示意图。

图2为本发明的应力-应变曲线图。

图中：1—待测试样2—金属拉伸片3—缺口。

具体实施方式

如图1所示，一种沥青混合料开裂性能的测试方法，包括以下步骤：

⑴待测试样1采用直径为150mm、厚度为2.5mm的半圆形沥青混合料试样。待测试样1的中心设有深度为6mm的缺口3。

⑵在待测试样1的两侧粘贴长为100mm、宽25mm、厚2mm的金属拉伸片2。

⑶采用温控箱控制试样温度，在待测温度下保温2~4小时，然后将待测试样1上下两端金属拉伸片2固定在拉力机的上下拉头上，对中后进行开裂试验，采集应力应变数据，并用开裂指数表示沥青混合料开裂性能。

其中：温控箱的温度变化范围在-30℃~+50℃，其温度升降速度为0.5℃/min，精度为0.1℃。

拉力试验机按位移控制，速度为1mm/min。

试验结果如图2所示：

结果处理过程如下：

G_D=W_D/h·l

W_D=∫₀^ΔRF·du

IRT=0.5F_max/Δm

其中：G_D—开裂耗散能；W_D—应力所做功；IRT—开裂指数；h—试件厚度，mm；l—试件初始断裂长度，mm；du—位移，mm；F—荷载，KN；F_max—最大荷载，KN；ΔR—F=0.1KN时的位移；Δm—达到1/2F_max时的位移。