[发明专利]一种再生沥青混合料半圆弯曲疲劳测试方法

说明书

本发明公开了一种再生沥青混合料半圆弯曲疲劳测试方法，包括以下步骤：步骤一：根据半圆弯曲强度测试确定预加载疲劳测试的应力幅值，计算疲劳方程；步骤二：根据疲劳方程确定双应力幅值，加载次序及初应力的作用次数；步骤三：双应力重复加载半圆弯曲疲劳试验；步骤四：根据双应力作用次数计算损伤参数。本发明方法充分考虑了再生沥青混合料对高低应力加载历史的敏感性以及对不同大小重复作用应力的触变性；充分考虑实际路面的受力特点，优化加载模式和条件，该方法简单易行，可为再生沥青混合料中温疲劳性能的表征及评价方面提供新路径。

技术领域

本发明属于道路养护技术领域，具体涉及一种再生沥青混合料半圆弯曲疲劳测试方法。

背景技术

近年来，随着我国很多沥青路面逐步达到使用年限，为恢复其使用性能，需对其进行大规模的养护和修复。沥青路面再生技术由于可以有效提高沥青混合料的高效再生利用效率、减少固体废弃物的环境污染危害、降低养护维修费用以及提升沥青路面的全寿命周期效益，得到了广泛的推广和应用。但是，由于回收沥青路面材料中有大量的老化沥青，而老化沥青既增加了混合料的强度也显著降低了混合料在开裂过程中的柔韧性，容易引发大应变条件下的疲劳破坏及低温脆裂。因此，旧料掺量的增加在理论上会增加沥青路面疲劳裂缝及低温断裂的风险。然而现阶段室内常规疲劳试验并不能很好地反映旧料在这方面的影响。现阶段常规的室内疲劳试验方法包括：四点弯曲梁疲劳试验，间接拉伸疲劳试验和半圆弯曲疲劳试验等。这类试验方法的加载模式时单一荷载的半正弦波加载，与实际路面所承受的复杂轴载和应变状况不符。常规试验方法容易夸大旧沥青对模量增大的影响，导致掺加旧料的沥青混合料在低应力比条件下具有更高的疲劳寿命，这与实际情况有较大出入。

因此，考虑到实际路面复杂的变幅受力条件，本发明设计一种再生沥青混合料半圆弯曲疲劳测试方法，用于研究再生沥青混合料在不同大小应力作用下的疲劳开裂特性，完善再生沥青混合料疲劳性能评价体系。该方法可有效反映再生沥青路面材料对高低荷载以及荷载次序的敏感程度，可综合评价再生沥青路面材料的添加对混合料在复杂受力状况下抗疲劳性能的影响。同时，为更准确的指导再生沥青路面材料设计和公路养护维修工程决策提供技术支持。

发明内容

本发明的目的为解决现有室内试验测试方法评价再生沥青混合料中温抗疲劳性能的不足，设计开发一种考虑双应力重复加载模式的再生沥青混合料半圆弯曲疲劳测试方法，可以充分考虑高低应力作用以及应力作用次序的影响，为再生沥青材料的中温抗疲劳性能的评价提供新路径。采用半圆弯曲测试模式的原因是为了考虑到样品制备的可重复性及试验方法的可操作性，以及在路面芯样评价中的延展性。该试验方法对再生沥青路面材料的循环利用工作具有指导意义，将在沥青路面养护维修设计及施工工作中发挥积极作用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种再生沥青混合料半圆弯曲疲劳测试方法，包括以下步骤：

步骤一：根据半圆弯曲强度测试确定预加载疲劳测试的应力幅值，计算疲劳方程；

步骤二：根据疲劳方程确定双应力幅值，加载次序及初应力的作用次数；

步骤三：双应力重复加载半圆弯曲疲劳试验；

步骤四：根据双应力作用次数计算损伤参数。

进一步的，所述步骤一中根据半圆弯曲强度测试确定预加载疲劳测试的应力幅值，计算疲劳方程的方法如下：

1)采用单向加载模式，对保温完毕的沥青混合料试件施加一个恒定速率的竖向力，加载速率设置为50±1.0mm/min，试验温度为15±0.5℃，记录加载过程中的力-位移曲线，获取样本的峰值力F_max，kN；