[发明专利]一种沥青混合料集料骨架承力状态测试方法

说明书

本发明属于沥青路面材料设计技术领域，提供了一种沥青混合料集料骨架承力状态测试方法。本发明依托现有技术，实验方法亦不复杂，解决了沥青混合料中集料骨架发挥承力作用不能明确定量测试的问题。沥青路面的车辙、疲劳开裂等常见病害均由于车辆及环境荷载明显超出胶浆的承受范围引起，而集料骨架对荷载的分配则进而影响混合料的抗病害能力。本发明提出的方法可用于定量指导沥青混合料的级配设计，评价沥青路面施工质量，并可用于分析不同骨料级配对混合料宏观性能变异性的影响。亦可用于混合料中胶浆承受荷载状态的定量分析。

技术领域

本发明属于沥青路面材料设计技术领域，涉及到的是一种沥青混合料集料骨架承力状态测试方法。

背景技术

道路是交通基础设施的重要组成部分，近年来我国公路建设投资均占我国GDP的2％-3％。我国95％以上的高速公路和普通国省道都采用沥青路面，各级沥青路面里程达到130万公里，每年仅高速公路需大修和改造近万公里。从全世界范围来看，道路的早期病害问题从未得到根本解决。另一方面，路面的维修对道路通行的影响变得越来越难以忍受，并容易引发恶性交通事故。因此，随着经济的发展，以及对道路的承载重交通需求，经济有效的提高道路结构的使用性能、延长道路使用寿命已经成为道路工程的重点研究目标。

长期以来，国内外沥青混合料设计都以经验法为主，并未给出明确的材料性能指标与标准。传统的马歇尔(Marshall)设计方法，通过实验室稳定度和流值等指标的测试，确定沥青混合料的最佳油石比，但其使用的体积指标不能与沥青混合料的实际路用性能建立全面良好的关系。1987年，美国国会出资1.5亿美元成立的“公路战略研究计划”(SHRP)提出了高性能沥青路面(Superpave)，目前在国际上已广泛应用。Superpave体系中沥青混合料的配比设计虽然考虑了沥青路面的揉搓式成形过程,但仍然是以体积设计法为核心，由体积指标所得的力学参数来源于数学统计模型，而体积指标并非完善的细观结构力学指标，因此虽有长期工程经验的积累仍适应不了不断发展的新形势。

沥青混合料可看作由胶浆和集料骨架组成。沥青混合料中集料形状、分布以及随机孔隙的影响使得沥青混合料的受力测试与分析有很高的变异性。沥青混合料中的胶浆可以做到成份相对均匀，力学性质相对稳定。研究表明胶浆和集料骨架可以实现功能分离分析，沥青混合料的粘弹性、温度敏感特征均由胶浆贡献，集料骨架贡献内力分配。进而如何测试混合料内集料骨架承力状态就可成为材料选择、配比设计以及力学分析模型建立的有效依据，目前还未见有相关研究成果提出。

发明内容

本发明的目的在于克服现有集料骨架在沥青混合料中发挥的承力作用不能有效定量评价的研究瓶颈，提供一种用于测试沥青混合料内部集料骨架分配荷载状态的方法。

本发明的技术方案：

一种沥青混合料集料骨架承力状态测试方法，包括如下步骤：

步骤1、采用变形测试传感器连续采集试件加载方向或侧向变形数据；

所述的变形测试传感器为ZL201520964823.6或ZL201410076966.3中保护的变形测试传感器；

步骤2、测试试件准备

准备至少两组同尺寸圆柱形试件，包括以下两种情况：(1)用于沥青混合料级配设计，圆柱形试件选用同种胶浆不同骨料级配组成；(2)用于沥青混合料性能变异性分析，圆柱形试件选用同种材料组成；

步骤3、加载实验

(1)每个圆柱形试件加载测试时，将变形测试传感器与待测的圆柱形试件固定，利用材料试验机作为荷载施加平台，保持实验温度恒定；

(2)材料试验机以同幅值半正弦循环荷载施加于圆柱形试件上，并设置荷载间歇时间；最初以1HZ加载频率加载，获得初始全过程变形曲线；荷载幅值需确保圆柱形试件稳定加载循环下最大应变在10με以上；