CN113702203A - 一种沥青混合料高温性能评价方法 - Google Patents

一种沥青混合料高温性能评价方法 Download PDF

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CN113702203A CN202110890604.8A CN202110890604A CN113702203A CN 113702203 A CN113702203 A CN 113702203A CN 202110890604 A CN202110890604 A CN 202110890604A CN 113702203 A CN113702203 A CN 113702203A
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Abstract

本发明公开一种沥青混合料高温性能评价方法,该评价方法用于评价沥青混合料的高温抗车辙性能,沥青混合料为不同级配的同一类型沥青混合料或同一级配的不同类型沥青混合料,步骤1:确定沥青混合料的级配和沥青混合料所对应的油石比,根据确定的沥青混合料的级配与沥青混合料所对应的油石比,成型出多个圆柱体试件;步骤2:测试每个圆柱体试件的抗压强度RC和间接拉伸强度RT;步骤3:计算出每个圆柱体试件的黏聚力c值及内摩擦角
Figure DDA0003195878340000011
值:步骤4:计算出每个圆柱体试件的高温性能ψ值,以高温性能ψ值为评价指标,评价多个所成型的圆柱体试件对应的沥青混合料的高温抗车辙性能。本发明评价方法,精确度高,结果可靠。

Description

一种沥青混合料高温性能评价方法
技术领域
本发明属于交通土建工程应用技术领域,涉及一种沥青混合料高温性能评价方法。
背景技术
目前我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中明确规定采用车辙试验方法评价沥青混合料高温抗车辙性能,评价指标为动稳定度DS,所用试件为取芯机钻取试样或者轮碾仪成型车辙试件。其中,多采用轮碾成型车辙试件,提出根据集料最大粒径≤19mm的沥青混合料,宜采用长300mm×宽300mm×厚50mm的车辙试件;对于集料公称最大粒径≥26.5mm的沥青混合料,宜采用长300mm×宽300mm×厚80~100mm的车辙试件。然而,当前工程实践中车辙试验方法存在以下几方面不足:
(1)传统的车辙试验试件笨重,不便于操作,且需要配套车辙试验仪及轮碾仪,设备价格较为昂贵,导致诸多工地乃至部分高校实验室不具备实验条件;
(2)对于所用集料公称最大粒径≥53mm的沥青混合料,沿用规范推荐的车辙试件厚度80~100mm显然不再适用,该厚度的车辙试件所测的动稳定度已无法准确反映大粒径沥青混合料的高温抗车辙性能。如若增加车辙试件厚度以适应53mm粗集料,则当前市场的轮碾仪及车辙试验仪也需要作相应改进,极大阻碍工程应用。
发明内容
针对当前工程实践中车辙试验方法存在的问题,本发明提供了一种沥青混合料高温性能评价方法。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案予以实现:
一种沥青混合料高温性能评价方法,所述的评价方法用于评价沥青混合料的高温抗车辙性能,所述的沥青混合料为不同级配的同一类型沥青混合料或同一级配的不同类型沥青混合料,包括以下步骤:
步骤1:确定沥青混合料的级配和沥青混合料所对应的油石比,根据确定的沥青混合料的级配与沥青混合料所对应的油石比,成型出多个圆柱体试件;
步骤2:测试每个所述圆柱体试件的抗压强度RC和间接拉伸强度RT
步骤3:按式(1)及(2)计算出每个所述圆柱体试件的黏聚力c值及内摩擦角
Figure BDA0003195878320000021
值:
Figure BDA0003195878320000022
Figure BDA0003195878320000023
式中:RT表示间接拉伸强度,单位为kPa;
RC表示抗压强度,单位为kPa;
c表示沥青混合料的黏聚力,单位为kPa;
Figure BDA0003195878320000024
表示沥青混合料的内摩擦角,单位为°;
步骤4:通过式(3)计算出每个圆柱体试件的高温性能ψ值,以高温性能ψ值为评价指标,评价多个所成型的圆柱体试件对应的沥青混合料的高温抗车辙性能;
Figure BDA0003195878320000025
其中,高温性能ψ的单位为kPa,σc为所述沥青混合料通过车辙试验成型出的车辙板试件,在标准静载作用下,车辙板试件中心点承受的平均竖向压应力,单位为kPa。
进一步的,所述的沥青混合料的集料包括:集料最大公称粒径≤19mm、26.5mm≤集料最大公称粒径≤37.5mm和集料最大公称粒径≥53mm。
进一步的,步骤2具体包括将每个所成型的圆柱体试件放置于烘箱中保温,后放置于万能材料试验机中,分别进行单轴压缩试验及间接拉伸试验,测试每个圆柱体试件的抗压强度RC和间接拉伸强度RT
进一步的,所述的σc的范围为140~380kPa。
进一步的,当集料最大公称粒径≤19mm时,对应的沥青混合料所成型的车辙板试件的σc值为376kPa;
当26.5mm≤集料最大公称粒径≤37.5mm时,对应的沥青混合料所成型的车辙板试件的σc值为259kPa;
当集料最大公称粒径≥53mm时,对应的沥青混合料所成型的车辙板试件的σc值为142kPa。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明的评价方法针对剪切破坏,基于拉伸强度和抗压强度,提出一种沥青混合料高温性能评价方法,计算出多个沥青混合料的高温性能ψ值,以ψ值为评价指标,评价不同级配的同一类型沥青混合料或同一级配的不同类型沥青混合料的高温性能,可替代传统的车辙试验,且试验操作简便,适合大规模推广应用,更具科学性和实用性。
(2)采用本发明评价的沥青混合料高温性能,精确度高,针对不同级配及沥青用量的沥青混合料,计算方法可靠。
附图说明
图1为车辙板厚度对沥青混合料动稳定度的影响,(a)表示动稳定度,(b)表示变异系数;
图2为回弹模量大小对沥青混合料压应力大小影响;
图3为车辙板试件不同深度处中心点承受的竖向压应力大小,(a)表示表示车辙板试件的板厚为5cm,(b)表示车辙板试件的板厚为8cm,(c)表示车辙板试件的板厚为16cm。
以下结合具体实施方式对本发明做具体说明。
具体实施方式
本发明的方法考虑了沥青混合料车辙变形机理,基于间接拉伸强度和抗压强度评价沥青混合料的高温性能,可替代传统的车辙试验,且试验操作简便,适合大规模推广应用。
沥青混合料车辙变形机理是指沥青混合料骨料压密及在高温下发生流动而导致的骨架失稳,从本质上讲也就是沥青混合料的结构特征发生了变化。
骨料压密:沥青路面存在空隙率,在施工碾压阶段和之后的通车阶段,在行车荷载的反复碾压下,就会使孔隙减少,从而产生压密形变。
流动过程:沥青混合料呈现出以黏性为主的半固体状态。过大的荷载作用将使沥青、沥青胶浆产生黏性流动,从而使沥青混合料密实的骨架结构失稳。沥青、沥青胶浆在荷载作用下除部分填充混合料空隙外,还将随沥青混合料而自由流动,从而使得荷载作用处的沥青混合料变形严重。
马歇尔击实法是指《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定的沥青混合料成型方法。
垂直振动法可以成型集料公称最大粒径≥53mm的试件,具体参考《垂直振动法水泥稳定碎石设计与施工技术》进行实验操作。
万能材料试验机适用于金属材料及构件的拉伸、压缩、弯曲、剪切等试验,也可用于塑料、混凝土、水泥等非金属材料同类试验的检测,是材料行业十分常用的一种仪器,满足GB/T228-2002,GB/T5224-1995,GB/T232-1999国家标准的技术参数要求即可。
由于沥青、沥青胶浆在荷载作用下已发生流动,半固态沥青混合料中粗、细骨料组成的骨架结构已逐渐承担了大部分的荷载,沥青骨料造这个过程中会重新排列且发生剪切破坏,本发明的评价方法针对剪切破坏,选择对其拉伸轻度和抗压强度为评价指标,评价不同级配的同一类型沥青混合料的高温性能,可替代传统的车辙试验,且试验操作简便,适合大规模推广应用。更具科学性和实用性。
车辙试验是专门用于评价沥青混合料的高温性能的规范规定的试验。由于试件是板状的,所以称为车辙板,长30mm、宽30mm、厚50-100mm,在《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中T 0719-2011有所提及。
最大公称粒径指集料能全部通过或有少量不通过(一般容许筛余不超过10%)的最小标准筛筛孔尺寸。
级配是集料各级粒径颗粒的分配情况,可通过筛析试验确定。级配参数:1)分计筛余百分率:某号筛上的筛余量占试样总质量的百分率;2)累计筛余百分率:某号筛的分计筛余百分率和大于某号筛的各筛分计筛余百分率的总和;3)通过百分率:通过某号筛的质量占试样总质量的百分率,即100与某号筛的累计筛余之差。
本发明所用沥青为镇海重交通70#道路石油沥青,与粗集料细集料相组合,根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)制成AC-20沥青混合料。嵌挤骨架级配是指以填充理论和干涉理论为基础,根据集料的填充特性,通过颗粒流模拟与室内试验得到的嵌挤骨架级配,均参考《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)进行操作。
本发明中的σc采用Abaqus软件建立室内车辙试验模型,进行计算。
实施例1
本实施例给出一种沥青混合料高温性能评价方法,该评价方法用于评价沥青混合料的高温抗车辙性能,所述的沥青混合料为不同级配的同一类型沥青混合料或同一级配的不同类型沥青混合料,包括以下步骤:
步骤1:确定沥青混合料的级配和沥青混合料所对应的油石比,根据确定的沥青混合料的级配与沥青混合料所对应的油石比,成型出多个圆柱体试件;
具体是通过《公路沥青路面施工技术规范》内规定的级配范围,确定沥青混合料的级配和计算确定沥青混合料所对应的油石比;然后采用马歇尔击实法或垂直振动法成型出多个圆柱体试件;
沥青混合料的集料包括:集料最大公称粒径≤19mm、26.5mm≤集料最大公称粒径≤37.5mm和集料最大公称粒径≥53mm。
所成型的圆柱体试件尺寸主要取决于沥青混合料的最大公称粒径,《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)给出如下圆柱体试件尺寸:
(1)对于集料最大公称粒径≤19mm,采用马歇尔击实法成型出的圆柱体试件尺寸为
Figure BDA0003195878320000061
采用垂直振动法成型出的圆柱体试件尺寸为
Figure BDA0003195878320000062
(2)对于26.5mm≤集料最大公称粒径≤37.5mm,采用马歇尔击实法成型出的圆柱体试件尺寸为
Figure BDA0003195878320000063
采用垂直振动法成型出的圆柱体试件尺寸为
Figure BDA0003195878320000071
(3)对于集料最大公称粒径≥53mm,本实施例采用垂直振动法成型出的圆柱体试件尺寸为
Figure BDA0003195878320000072
其中,
Figure BDA0003195878320000073
表示圆柱体试件直径,h表示圆柱体试件高度。
步骤2:测试每个圆柱体试件的抗压强度RC和间接拉伸强度RT
具体包括将每个所成型的圆柱体试件放置于烘箱中保温至试件内部温度达到60℃,后放置于万能材料试验机中,分别进行单轴压缩试验及间接拉伸试验,测试每个圆柱体试件的抗压强度RC和间接拉伸强度RT
步骤3:按式(1)及(2)计算出每个所述圆柱体试件的黏聚力c值及内摩擦角
Figure BDA0003195878320000074
值:
Figure BDA0003195878320000075
Figure BDA0003195878320000076
式中:RT表示间接拉伸强度,单位为kPa;
RC表示抗压强度,单位为kPa;
c表示沥青混合料的黏聚力,单位为kPa;
Figure BDA0003195878320000077
表示沥青混合料的内摩擦角,单位为°;
步骤4:通过式(3)计算出每个圆柱体试件的高温性能ψ值,以高温性能ψ值为评价指标,评价多个所成型的圆柱体试件对应的沥青混合料的高温抗车辙性能;高温性能ψ值越大,说明沥青混合料的高温抗车辙性能越优。
Figure BDA0003195878320000078
其中,高温性能ψ的单位为kPa,σc为所述沥青混合料通过车辙试验成型出的车辙板试件,在标准静载作用下,车辙板试件中心点承受的平均竖向压应力。
σc的范围为140~380kPa;具体的,当集料最大公称粒径≤19mm时,对应的沥青混合料所成型的车辙板试件的σc值为376kPa;
当26.5mm≤集料最大公称粒径≤37.5mm时,对应的沥青混合料所成型的车辙板试件的σc值为259kPa;
当集料最大公称粒径≥53mm时,对应的沥青混合料所成型的车辙板试件的σc值为142kPa。
在本实施例中,所成型的车辙板试件尺寸取决于沥青混合料的最大公称粒径,参考《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)给出集料最大公称粒径≤19mm和26.5mm≤集料最大公称粒径≤37.5mm的沥青混合料相应的车辙板试件尺寸,具体如下:
①对于集料最大公称粒径≤19mm,车辙板试件尺寸长×宽×高为30cm×30cm×5cm;
②对于26.5mm≤集料最大公称粒径≤37.5mm,车辙板试件尺寸长×宽×高为30cm×30cm×8cm;
对于集料最大公称粒径≥53mm,本实施例通过车辙试验成型出的车辙板试件尺寸有长×宽×高为30cm×30cm×12cm、30cm×30cm×14cm、30cm×30cm×16cm和30cm×30cm×18cm,每种厚度车辙板对应平行试件为6组,采用行业内常规的马歇尔试验仪进行动稳定度测试,后计算每组动稳定度平均值与变异系数,并以平行试件间动稳定度变异系数<20%的原则作为最终集料最大公称粒径≥53mm的车辙板试件尺寸的确定标准。
在本实施例的优选方案中,选用LSAM-50矿料作为实验时的沥青混合料,LSAM-50集料最大公称粒径≥53mm,选取LSAM-50-1、LSAM-50-2和LSAM-50-3不同的级配进行实验。
表1LSAM-50矿料不同级配
Figure BDA0003195878320000091
实验结果如图1所示,由图1(a)可知,随车辙板厚度增加,不同级配的LSAM-50动稳定度逐渐下降,这说明车辙板厚度对混合料动稳定度影响显著。主要是因为随车辙板厚度的增加,车辙板底部试模对沥青混合料竖向变形的束缚作用逐渐减弱。
由图1(b)可知,随车辙板厚度增加,LSAM-50动稳定度变异系数逐渐降低。当车辙板厚度为12cm时,LSAM-50动稳定度变异系数均高于20%;当车辙板厚度为14cm时,LSAM-50-1及LSAM-50-2动稳定度变异系数低于20%,而LSAM-50-3动稳定度变异系数高于20%;厚度为16cm和18cm试件动稳定度Cv均低于20%。主要是因为由于尺寸效应的影响,较薄的车辙板试件不利于LSAM-50集料颗粒均匀地分布在试模中,集料分布的不均匀容易导致平行试件间体积参数分布规律也存在明显差异,从而引起测试结果离散性大,变异系数高。
鉴于厚度16cm或18cm车辙试件动稳定度变异系数均能满足规范要求,且考虑到厚度越厚,试件越笨重,越不利于室内试验开展,故选择厚16cm作为LSAM-50车辙板厚度,即集料最大公称粒径≥53mm车辙试件尺寸为长×宽×高=30cm×30cm×16cm。
综上,本实施例的σc检测计算方法为:采用Abaqus软件建立室内车辙试验模型,然后在标准静载作用(0.7MPa)下,测试所述沥青混合料通过车辙试验成型出的车辙板试件的中心点承受的平均竖向压应力σc,分别建立上述三种尺寸车辙板试件三维模型,模拟荷载与车辙板试件接触面积为室内车辙试验橡胶轮与车辙板试件接触面积,即22mm×50mm,并取车辙板试件中心为计算点位,通过软件测试车辙板试件在不同深度处,车辙板试件中心点承受的竖向压应力大小。
混合集料回弹模量E是车辙板试件中心点承受的平均竖向压应力σc的数值计算时的重要参数,考虑到集料最大公称粒径、矿料级配及油石比等发生变化都会对E产生影响,因而在计算车辙试件竖向压应力前,首先通过室内试验在60℃下,对车辙板试件对应的沥青混合料的回弹模量E进行了测试,结果为300~700MPa,然后将回弹模量在300~700MPa区间范围内变化,以研究回弹模量E的变化对车辙板试件竖向压应力的影响,模拟结果见图2。
由图2结果可知,当E在300~700MPa内变化时,E的变化对车辙板试件中心点承受的竖向压应力影响很小,几乎可以忽略不计。这是因为构建车辙试件模型时,假定试件底部位移为零,这相当于与车辙板试件底部相互接触作用面的模量趋于无穷大。即车辙板试件模量远小于接触面模量,因而车辙板试件模量发生小范围波动对车辙板试件中心点承受的竖向压应力的数值计算结果影响甚微,几乎可忽略不计。
图3为车辙板试件在不同深度(横坐标x)处与车辙板试件中心点承受的竖向压应力大小(纵坐标y)的关系示意图。(a)表示车辙板试件的板厚为5cm,(b)表示车辙板试件的板厚为8cm,(c)表示车辙板试件的板厚为16cm。
对于上述三种尺寸车辙板试件,车辙板试件中心点承受的竖向压应力大小随车辙板试件的深度增加呈逐渐降低的趋势并最终趋于稳定。对于板厚为5cm车辙板试件,深度超过3.5cm时,压应力逐渐趋于稳定。而对于板厚为8cm和16cm车辙板试件,深度分别超过6.5cm和10cm时,压应力逐渐趋于稳定。在此处,“深度”是指例如,对于板厚为5cm的车辙板试件,需要测定从车辙板试件上表面到车辙板试件下表面之间的竖向压应力大小,即从0~5cm处不同深度处的竖向压应力大小变化。
三种厚度车辙板试件中心点处不同深度竖向压应力大小与距试件表面距离呈良好的三次函数关系,相关系数高达0.98。这说明该拟合方程可准确反映车辙板试件中心点承受的竖向压应力大小与距试件表面深度之间的函数关系。
因此,根据竖向压应力与距试件表面深度之间的函数关系式,通过积分计算可得在标准静载作用下,三种不同厚度车辙板试件中心点承受的平均竖向压应力σc
①对于集料最大公称粒径≤19mm,车辙板试件厚5cm,其
Figure BDA0003195878320000111
②对于26.5mm≤集料最大公称粒径≤37.5mm,车辙板试件厚8cm,其
Figure BDA0003195878320000112
③对于集料最大公称粒径≥53mm,车辙板试件厚16cm,其
Figure BDA0003195878320000113
实施例2
本实施例以国内外应用最为广泛的一种沥青混合料,AC-20沥青混合料为例,给出AC-20沥青混合料的不同级配的高温性能评价方法。AC-20沥青混合料的集料公称最大粒径≤19mm。
步骤1:通过《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)内规定的级配范围,确定AC-20沥青混合料级配范围中值为该沥青混合料的级配,并根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)计算确定该沥青混合料的油石比;根据确定的沥青混合料的级配与沥青混合料所对应的油石比,成型出多个圆柱体试件;
本实施例选取级配A(级配范围中值)、B(嵌挤骨架级配)见表2,其中级配A根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)推荐的密级配AC-20级配中值。
对照组的级配类型B选择目前沥青路面中已得到广泛应用且效果良好的嵌挤骨架级配作为该组沥青混合料的级配,具体是通过颗粒流模拟与室内试验得到的嵌挤骨架级配。
其中,颗粒流模拟是指在计算机上采用软件对沥青混合料的级配进行模拟,室内试验按照《公路沥青路面施工技术规范》中所需进行的试验。
表2AC-20沥青混合料(A)与对照组(B)的级配
Figure BDA0003195878320000121
试验时,通过《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的要求进行计算,确定沥青混合料级配A的油石比为4.0%;沥青混合料级配B的油石比为4.5%;
本实施例的AC-20沥青混合料的级配A和级配B均采用马歇尔击实法成型
Figure BDA0003195878320000122
圆柱体试件,平行试件各6个;
步骤2:测试步骤1中的级配A和级配B对应的每个圆柱体试件的抗压强度RC和间接拉伸强度RT
具体包括将每个所成型的圆柱体试件放置于烘箱中保温至试件内部温度达到60℃,从烘箱中取出后放置于万能材料试验机中,分别进行单轴压缩试验及间接拉伸试验各三次,测试每个圆柱体试件的抗压强度RC和间接拉伸强度RT,试验结果如表3所示;
表3不同油石比及级配下AC-20试件的抗压强度和间接拉伸强度
Figure BDA0003195878320000131
步骤3:按式(1)及(2)计算步骤2中级配A和B试件的黏聚力c值及内摩擦角
Figure BDA0003195878320000132
值,式(1)及(2)是通过单轴压缩或拉伸状态下的极限状态莫尔圆(摩尔-库伦理论)推导得到,黏聚力c值及内摩擦角
Figure BDA0003195878320000133
值结果见
表4,同时还计算了内摩擦角
Figure BDA0003195878320000134
的正切值:
Figure BDA0003195878320000135
Figure BDA0003195878320000136
式中:RT表示间接拉伸强度,单位为kPa;
RC表示抗压强度,单位为kPa;
c表示沥青混合料的黏聚力,单位为kPa;
Figure BDA0003195878320000137
表示沥青混合料的内摩擦角,单位为°;
表4不同油石比及级配下AC-20马歇尔试件的黏聚力c及内摩擦角
Figure BDA0003195878320000141
Figure BDA0003195878320000142
步骤4:通过式(3)计算出每个圆柱体试件的高温性能ψ值,以高温性能ψ值为评价指标,评价多个所成型的圆柱体试件对应的沥青混合料的高温抗车辙性能;计算结果见表5。
Figure BDA0003195878320000143
其中,σc为所述沥青混合料通过车辙试验成型出的车辙板试件,在标准静载作用下,车辙板试件中心点承受的平均竖向压应力,单位为kPa。
本实施例的AC-20沥青混合料的集料最大公称粒径≤19mm,因此,参照实施例1中的计算结果,σc=376kPa。
表5不同油石比及级配下AC-20马歇尔试件的高温性能ψ计算结果
Figure BDA0003195878320000144
根据表5计算结果可知,高温性能ψ的计算结果排序如下:4.5%级配B>4.0%级配B>4.5%级配A>4.0%级配A。计算所得的结果越大,说明高温抗车辙性能越好。
针对按照本实施例的评价方法的评价结果,同时采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)推荐的车辙试验方法进行验证,室内车辙试验结果见表6。
表6不同油石比及级配下AC-20马歇尔试件的车辙试验结果
Figure BDA0003195878320000145
Figure BDA0003195878320000151
根据表6车辙试验结果可知,高温抗车辙性能排序如下:4.5%级配B>4.0%级配B>4.5%级配A>4.0%级配A,该结果与表5所得评价结果相一致。表明采用本实施例的评价方法评价沥青混合料高温抗车辙性能具有可靠性。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,本发明不限于该实施例,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单的推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种沥青混合料高温性能评价方法,其特征在于,所述的评价方法用于评价沥青混合料的高温抗车辙性能,所述的沥青混合料为不同级配的同一类型沥青混合料或同一级配的不同类型沥青混合料,包括以下步骤:
步骤1:确定沥青混合料的级配和沥青混合料所对应的油石比,根据确定的沥青混合料的级配与沥青混合料所对应的油石比,成型出多个圆柱体试件;
步骤2:测试每个所述圆柱体试件的抗压强度RC和间接拉伸强度RT
步骤3:按式(1)及(2)计算出每个所述圆柱体试件的黏聚力c值及内摩擦角
Figure FDA0003195878310000011
值:
Figure FDA0003195878310000012
Figure FDA0003195878310000013
式中:RT表示间接拉伸强度,单位为kPa;
RC表示抗压强度,单位为kPa;
c表示沥青混合料的黏聚力,单位为kPa;
Figure FDA0003195878310000014
表示沥青混合料的内摩擦角,单位为°;
步骤4:通过式(3)计算出每个圆柱体试件的高温性能ψ值,以高温性能ψ值为评价指标,评价多个所成型的圆柱体试件对应的沥青混合料的高温抗车辙性能;
Figure FDA0003195878310000015
其中,高温性能ψ的单位为kPa,σc为所述沥青混合料通过车辙试验成型出的车辙板试件,在标准静载作用下,车辙板试件中心点承受的平均竖向压应力,单位为kPa。
2.如权利要求1所述的沥青混合料高温性能评价方法,其特征在于,所述的沥青混合料的集料包括:集料最大公称粒径≤19mm、26.5mm≤集料最大公称粒径≤37.5mm和集料最大公称粒径≥53mm。
3.如权利要求2所述的沥青混合料高温性能评价方法,其特征在于,步骤2具体包括将每个所成型的圆柱体试件放置于烘箱中保温,后放置于万能材料试验机中,分别进行单轴压缩试验及间接拉伸试验,测试每个圆柱体试件的抗压强度RC和间接拉伸强度RT
4.如权利要求2所述的沥青混合料高温性能评价方法,其特征在于,所述的σc的范围为140~380kPa。
5.如权利要求4所述的沥青混合料高温性能评价方法,其特征在于,当集料最大公称粒径≤19mm时,对应的沥青混合料所成型的车辙板试件的σc值为376kPa;
当26.5mm≤集料最大公称粒径≤37.5mm时,对应的沥青混合料所成型的车辙板试件的σc值为259kPa;
当集料最大公称粒径≥53mm时,对应的沥青混合料所成型的车辙板试件的σc值为142kPa。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114034562A (zh) * 2021-12-08 2022-02-11 长沙理工大学 一种集料与沥青拉伸失效评估方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01270638A (ja) * 1988-04-22 1989-10-27 Kawasaki Refract Co Ltd 熱間強度試験装置
CN104316416A (zh) * 2014-11-18 2015-01-28 东南大学 一种沥青混合料半圆加载直剪试验装置及其试验方法
CN110078417A (zh) * 2019-06-06 2019-08-02 中国水利水电第七工程局有限公司 一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法
GB202008133D0 (en) * 2019-04-15 2020-07-15 Freetech Therman Power Co Ltd Method of hot recycling repairing by optimizing proportion of asphalt mixture on pavement alignment variation section

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01270638A (ja) * 1988-04-22 1989-10-27 Kawasaki Refract Co Ltd 熱間強度試験装置
CN104316416A (zh) * 2014-11-18 2015-01-28 东南大学 一种沥青混合料半圆加载直剪试验装置及其试验方法
GB202008133D0 (en) * 2019-04-15 2020-07-15 Freetech Therman Power Co Ltd Method of hot recycling repairing by optimizing proportion of asphalt mixture on pavement alignment variation section
CN110078417A (zh) * 2019-06-06 2019-08-02 中国水利水电第七工程局有限公司 一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张慧鲜: ""基于抗剪强度的沥青混合料高温性能影响因素分析及改善措施研究"", 《CNKI优秀硕士学位论文全文库 工程科技Ⅱ辑》, no. 03 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114034562A (zh) * 2021-12-08 2022-02-11 长沙理工大学 一种集料与沥青拉伸失效评估方法
CN114034562B (zh) * 2021-12-08 2024-04-19 长沙理工大学 一种集料与沥青拉伸失效评估方法

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