[发明专利]一种基于玄武岩纤维沥青混合料抗裂性能的断口制样方法

说明书

本发明公开了一种基于玄武岩纤维沥青混合料抗裂性能的断口制样方法。所述的基于玄武岩纤维沥青混合料抗裂性能的断口制样方法是先采用马歇尔标准击实法成型玄武岩纤维沥青混合料试件，进行不同温度条件下的沥青混合料劈裂试验，选取试验完成后马歇尔试件断面和典型小试样，通过数码相机、扫描电镜等光学仪器观测间接拉伸断面和微观形貌，从宏观和细观两方面观测玄武岩沥青混合料的断口形貌特征。本发明制样方法得到的断口形貌多样、干净无污染，无外界人为因素的干扰影响，同时可以分析沥青混合料抗裂性能与断口形貌的关系，进一步分析玄武岩纤维增强沥青混合料抗裂性能的改善机理。

技术领域

本发明涉及公路建筑材料研究领域，具体涉及一种基于玄武岩纤维沥青混合料抗裂性能的断口制样方法。

背景技术

纤维在改善沥青混合料路用性能，提高沥青路面使用品质方面得到了工程界的普遍认可，但由于其研究和应用时间较短，还存在如下问题：

1、玄武岩纤维作为一种新型纤维产品，在我国道路工程领域的应用还处于开发验证阶段，沥青混合料用玄武岩纤维产品的技术标准尚不成熟。因此，有必要针对玄武岩纤维沥青混合料的应用继续开展大量的研究工作。

2、关于玄武岩纤维改善沥青混合料的机理分析还不够深入。鉴于研究手段限制，对于纤维在沥青混合料中的分散状态、分布形貌，纤维对沥青混合料内部缺陷的约束情况及纤维对沥青混合料微裂缝的阻滞情况的形貌研究比较少见，且未见国内有研究纤维沥青混合料断口形貌特征与力学性能关系的研究报道。

对土木工程材料而言，近30年来主要进行了以岩石为主的断口形貌研究。很多学者应用电镜观察多种载荷条件下岩石的破坏断口形貌，分析岩石的断裂机理，揭示岩石断裂的性质及破坏规律。董宇光等在对混凝土四点剪切试件的断口形貌细观分析基础上，计算获得了断口的分形维数，系统分析了断裂能与断口分形维数之间的关系，进一步讨论了混凝土断裂的微观形貌特征与宏观力学之间的关系。

由于沥青混合料断口几乎布满黑色沥青膜，通过断口观测分析沥青混合料的破坏特征变得非常困难，因此对沥青混合料断口形貌的研究较少，同时沥青的黏韧性使得进行微观试验的取样和制件很困难，通常在取样时会不同程度的破坏断口原有形貌。

扫描电镜由于其高分辨率的图像测试能力，在材料的微观形貌观测中一直倍受研究者的青睐。不过目前的使用扫描电镜观测时制样方法不一，没有统一标准，但需确保样品表面没有被污染，如果有污染，需在不损坏样品表面纹理的情况下适当进行清洗，然后烘干。玄武岩纤维在沥青混合料中分布有三维乱向和局部成团，试件在受力情况下易产生集料断裂、石料-沥青界面脱胶破坏、沥青砂浆层破坏、纤维被拔出等破坏形式，常见的切割制样方法易破坏沥青混合料断口原有形貌，不能较全面的反映出整个断裂破坏面的微观结构特征和玄武岩纤维在破坏面的分布情况。切割时会产生大量灰尘和污水，附着在样品表面层，难以清理。利用扫描电镜样品进行表面微观分析时，会发现很多微尘附着在表面，对观测结果产生影响。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于玄武岩纤维沥青混合料抗裂性能的断口制样方法，通过该方法可以分析沥青混合料抗裂性能与断口形貌的关系。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

依据本发明提出的一种断口制样方法，包括以下操作步骤：

（1）采用马歇尔标准击实法成型玄武岩纤维沥青混合料马歇尔圆柱形试件，试样直径为101.6mm±0.25mm、高为63.5mm±1.3mm；

（2）进行不同温度条件下的沥青混合料劈裂试验，记录下相关试验结果，用于宏观分析；

（3）选取劈裂试验完成后的马歇尔试件断面，并拍摄劈裂试件断面，用于宏观观察断口破坏形式的试样；