[发明专利]一种沥青混合料低温抗裂性能评价方法

说明书

一种沥青混合料低温抗裂性能评价方法，属于道路工程领域。所述方法为：将半圆试件置于环境箱中，环境温度为所在地区极端最低温度±0.5℃，保温不少于2h，加载测试在环境箱中完成；采用三点加载模式，压头尖端应具有接触曲率，试件放置于两支水平放置的圆柱形钢辊之上；调整试件位置使压头对准试件中心，微调压头位置使其与试件接触；加载模式选择试件顶端恒定竖向压位移速率的控制模式；采用激光传感器采集并记录压力和位移变化，当荷载下降至0.1kN时，停止试验，绘制数据图，然后进行评价。本发明的半圆试件可以有效缓解试件边缘应力集中现象。且沥青混合料半圆试件容易获取，加之SCB试验操作相对简单，试验设备比较容易加工和改造。

技术领域

本发明属于道路工程领域，具体涉及一种沥青混合料低温抗裂性能评价方法。

背景技术

沥青路面作为我国高等级公路最常用的结构形式，其使用性能优良，维修养护便捷。但是，由于沥青混合料是一种温度敏感性材料，在不同温度环境下，表现出不同的性能特点。高温环境下，沥青变软、变黏，沥青路面容易发生车辙病害。低温环境下，沥青变硬、变脆，沥青路面容易产生低温开裂病害。在我国北方地区和高海拔地区的寒冷季节，沥青路面低温开裂是难以避免且较为严重的病害形式。裂缝产生后，水分和除冰盐溶液更易侵蚀到沥青路面内部，冻融循环作用及荷载作用下的孔隙水压力作用会对路面结构造成进一步破坏，严重影响路面结构的安全运营与使用耐久性。

我国公路沥青路面设计规范中以BBR试验评价和选取沥青胶结料，采用劲度模量(S)和模量变化率(m)指标作为主要参数。但是沥青混合料由沥青和不同粒径的多种石料组成，其低温性能不能完全用沥青的性能来表征。因此，规范中建议采用-10℃的低温弯曲破坏试验评价沥青混合料的低温性能(试件尺寸一般为250mm×30mm×35mm)。但大量工程实践证明，低温弯曲破坏试验同现场拟合试验相关性不强，不能很好反映路面受力状态，其材料指标更多停留在经验层面。还有一些沥青混合料低温性能评价方法(如约束试件温度应力试验)操作繁琐，试验设备价格昂贵，给试验方法的推广应用造成很多不便。

通过近几年的研究发现，半圆弯拉试验(SCB试验)可以较好的反映沥青混合料低温性能特点。SCB试验主要起源于岩石力学研究，针对抗拉强度、疲劳性能和裂缝竖向位移等指标开展研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种沥青混合料低温抗裂性能评价方法，主要适用于季冻区或严寒区，在极端温度下沥青路面易发生低温开裂的区域。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种沥青混合料低温抗裂性能评价方法，所述方法具体为：

步骤一：将半圆试件置于环境箱中，试验温度选取沥青路面所在地区极端最低温度，环境温度应稳定在试验温度±0.5℃，保温不应少于2h，加载测试过程应在环境箱中完成；

步骤二：采用三点加载模式，压头尖端应具有接触曲率，半径为12.5±0.05mm，试件放置于两支水平放置的圆柱形钢辊之上，两个钢辊之间的间距为0.8倍试件半径，试件的切缝应正好位于两个钢辊连线的中心点上；

步骤三：调整试件位置使压头对准试件中心，粗调压头位置使其距离试件表面约为1mm，再继续微调压头位置使其与试件轻微接触，直至接触压力稳定于0.1±0.01kN；

步骤四：启动正式加载，加载模式选择试件顶端恒定竖向压位移速率的控制模式，加载速率选取0.01-0.1mm/min，加载速率根据试验温度综合选定；

步骤五：采用激光传感器采集并记录压力和位移变化，当荷载下降至0.1kN时，停止试验，绘制压力-位移数据图，然后根据公式分段拟合和计算，进而评价沥青混合料低温性能。