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沥青混合料蠕变特性试验研究_姚晨
表1
蠕变参数 A m n 90 号沥青 3. 16E - 07 0. 708 511 786 0. 220 446 859
不同沥青混合料的非线性蠕变参数
混合沥青 9. 09E - 11 1. 328 943 0. 202 778 温拌沥青 1. 73E - 10 0. 656 475 0. 147 987 SBS 8. 95E - 09 0. 551 883 0. 483 743 SBR 2. 94E - 12 1. 648 687 0. 111 23
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三轴重复加载永久变形试验
根据 AASHTO320 试验规程, 对三轴压缩试验单次极限加载 利用通用材料试验系统( UTM ) 进行重复剪切加 的方式进行改进, 载, 进行三轴重复加载永久变形试验 。 试件选用高 150 mm、 直径 100 mm 的圆柱形试件( 100 mm ˑ H150 mm) , 试验温度为 60 ħ , 加载围压为 138 kPa。偏应力为 0. 3 MPa /0. 5 MPa /0. 7 MPa 或者 0. 5 MPa /0. 7 MPa /0. 9 MPa, 具体根据试验过程中的数据确定, 首 先做 0. 5 MPa 与 0. 7 MPa 偏 应 力 的 试 验, 而后再确定是采用 0. 3 MPa 还是 0. 9 MPa 进行试验。加载波形为加载 1 s、 卸载 1 s 的方波。以加载 5 000 次或者试件完全发生剪切破坏 、 剪切应变 不再增加作为试验结束条件 。
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引言
我国沥青路面发展至今, 总里程数已跃居世界第一, 然而高 [1-4 ] 。 为了解决沥青路面高温 温车辙病害始终存在于沥青路面中 SBR、 各类沥青改性剂, 如 SBS, 岩沥青等材料被广 永久变形问题, 。 泛应用 而沥青路面的永久变形与沥青混合料的蠕变性能相关, SBS 改性沥青、 SBR 改性沥青、 本文以基质沥青、 掺入煤沥青的混 合沥青以及温拌改性沥青等 5 类沥青结合料形成的沥青混合料 为研究对象, 模拟荷载作用下沥青路面永久变形行为, 采用三轴 剪切疲劳试验研究了沥青混合料的剪切蠕变规律; 基于时间硬化 模型获取材料的蠕变参数, 研究结果对沥青路面结构永久变形预 估提供了可靠的材料参数, 并得出了沥青混合料的蠕变性能机理。
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结语
Performance evaluation of creep characteristic of asphalt mixes ★
Yao Chen1 Ma Zhixin2 Yang Zhifeng3 ( 1 . Changsha University of Science & Technology,Changsha 410004 ,China; 2 . Yecheng Department,Road Administration of Xinjiang Province,Kashi 844900 ,China; 3 . Jiangxi Transport Construction Company,Nanchang 330025 ,China) Abstract : For different types of asphalt pavement structures combined with five asphalt mixes,the repeated triaxial shear tests were conducted to obtain the rheological characteristics of the five pavement materials firstly. And then,the creep parameters of pavement materials were fitted with nonlinear multiregression based on BaileyNorton model. The research findings provide technologies foundation for high temperature performance design of pavement structures and materials of steel deck pavement. Key words: asphalt mixture,repeated triaxial shear test,creep,parameter
评价了混合料的高温剪切性能, 而后对试验数据进行非线性回归 分析, 得到了材料高温蠕变参数 。主要结论如下: 1 ) 沥青混合料在重复荷载作 用 下, 会出现迁徙期( 迅速压 密) 、 稳定期( 变形线性增大) 和破坏期 ( 变形迅速发展) 三阶段 变形。 2 ) 在五类沥青混合料中, 对于提高路面整体结构的高温抗车 性能最优的为 SBS 改性混合沥青混合料, 余下依次 辙能力方面, 为温拌混合沥青混合料 > 混合沥青混合料 > SBR 改性混合沥青 混合料 > 90 号石油沥青混合料。 3 ) 利用 BaileyNorton 蠕变模型, 回归得出五类沥青混合料的 蠕变参数, 为沥青路面结构永久变形预估提供了基础参数 。 参考文献: [ 1] T. F. Fwa,H. R. G. P. Ong. Critical Rut Depth for pavement maintenance based on vehicle skidding and hydroplaning consideration[ J] . Journal of Transportation Engineering, 2011 , 12 ( 20 ) : 128. [ 2] X. Shu,B. Huang,X. Chen,et al. Effect of coarse aggregate angularity on rutting performance of HMA[J] . Pavement Mechanics and Performance, 2006 , 12 ( 4 ) : 126133. [ 3] J. Hua,T. White. A Study of Nonlinear Tire Contact Pressure Effects on HMA Rutting[ J] . The International Journal of Geomechanics, 2002 , 2 ( 3 ) : 353376. [ 4] Zhang Qisen, Chen Yu, Li Xuelian. Rutting in Asphalt Pavement under Heavy Load and High Temperature[ J] . GeoHunan International Conference, 2009 ( 88 ) : 39-48. [ 5] 杨 军, 丛 菱, 朱浩然, 等. 钢桥面沥青混合料铺装车辙有 J] . 工程力学, 2009 , 26 ( 5 ) : 110115. 限元分析[ [ 6] 杨 军, , , . 崔 娟 万 军 等 基于结构层贡献率的沥青路面 . 东 南 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版) , 2007 , 37 抗车辙 措 施[J] ( 2 ) : 350354. [ 7] 杨 军, 朱浩然, 崔 娟. 钢桥面铺装混合料三轴重复加载 J] . 交通运输工程学报, 2008 , 8 ( 6 ) : 2428. 试验变形特性[ [ 8] He Guiping,Wong Winggun. Laboratory study on permanent deformation of foamed asphalt mix incorporating reclaimed asphalt pavement materials[ J] . Construction and Building Materials, 2007 ( 21 ) : 18091819. [ 9] Zhao Yongli, Zhang Jiupeng. A Mechanical Model for Threephase Permanent Deformation of Asphalt Mixture under Repeated Load[ J] . Journal of Wuhan University of Technology ( Materials Sciences Edition) , 2009 , 24 ( 6 ) : 10011003.
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试验结果分析
27 ★: 江西省交通厅科技项目( 项目编号: 2011C0063 ) 收稿日期: 2015-02作者简介: 姚 晨( 1985- ) , 男, 在读工程硕士
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第 41 卷 第 13 期 2 0 1 5 年 5 月
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针对五类沥青混合料, 采用三轴重复荷载永久变形试验分别
第 41 卷 第 13 期 2 0 1 5 年 5 月 文章编号: 1009-6825 ( 2015 ) 13-0121-02
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Vol. 41 No. 13 May. 2015
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沥 青 混 合 料 蠕 变 特 性 试 验 研 究★
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( 1. 长沙理工大学, 湖南 长沙 410004;
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马志新2Βιβλιοθήκη 杨志峰32. 新疆维吾尔自治区公路管理局叶城管理局, 新疆 喀什 844900;
3. 江西交通咨询公司, 江西 南昌 330025)
摘
要: 针对五种沥青混合料组成的沥青路面结构 , 采用三轴重复加载永久变形试验对沥青混合料的流变特性进行了试验研究 ,
Norton 模型的沥青混合料的高温蠕变参数 , 根据试验结果, 利用多元非线性回归方式获得基于 Bailey研究结果为沥青路面结构与 材料的高温变形设计提供理论支撑 。 关键词: 沥青混合料, 三轴重复加载试验, 蠕变, 参数 : U414. 1 中图分类号 DOI:10.13719/14-1279/tu.2015.13.063 文献标识码: A