CN115078126B - 沥青混凝土的断裂性能评价方法 - Google Patents

沥青混凝土的断裂性能评价方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115078126B
CN115078126B CN202211003154.7A CN202211003154A CN115078126B CN 115078126 B CN115078126 B CN 115078126B CN 202211003154 A CN202211003154 A CN 202211003154A CN 115078126 B CN115078126 B CN 115078126B
Authority
CN
China
Prior art keywords
point
asphalt concrete
test piece
displacement
curve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211003154.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115078126A (zh
Inventor
宋卫民
吴昊
詹易群
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN202211003154.7A priority Critical patent/CN115078126B/zh
Publication of CN115078126A publication Critical patent/CN115078126A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115078126B publication Critical patent/CN115078126B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/20—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady bending forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0001—Type of application of the stress
    • G01N2203/0003—Steady
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0023—Bending
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0075—Strain-stress relations or elastic constants
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/0202—Control of the test
    • G01N2203/0212—Theories, calculations
    • G01N2203/0218—Calculations based on experimental data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/025—Geometry of the test
    • G01N2203/0258—Non axial, i.e. the forces not being applied along an axis of symmetry of the specimen
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0262—Shape of the specimen
    • G01N2203/0266—Cylindrical specimens
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0298—Manufacturing or preparing specimens
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0676—Force, weight, load, energy, speed or acceleration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0682—Spatial dimension, e.g. length, area, angle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明公开了一种沥青混凝土的断裂性能评价方法，包括确定待评价的沥青混凝土的类型和试验参数；采用待评价的沥青混凝土构建带切缝的半圆柱型试件；对带切缝的半圆柱型试件进行SCB实验；获取试件的加载点位移‑应变数据曲线和加载点位移‑荷载曲线；获取应变数据取最大值时的加载点位移值；计算得到待评价的沥青混凝土的性能评价指标；对待评价的沥青混凝土的断裂性能进行评价。本发明根据沥青混凝土自身的特性，创新性地将沥青混凝土的断裂能划分为三个部分，并对沥青混凝土的断裂性能进行客观评价，因此本发明方法能够对不同温度下同一种或者不同种沥青混凝土的断裂性能进行比较和评价，而且客观，科学，可靠性高。

Description

沥青混凝土的断裂性能评价方法
技术领域
本发明属于土木工程领域，具体涉及一种沥青混凝土的断裂性能评价方法。
背景技术
随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，人们对于交通便利性的要求也越来越高。而随着我国公路的快速建设和发展，人们对于公路质量的要求也越来越高。
沥青混凝土路面具有行车舒适、噪音小、开放交通快、易于维修等优点，已经逐步成为了公路的主要路面形式。同时，沥青混凝土的开裂则是限制路面耐久性的重要原因，也是路面病害的一种基本形式。沥青混凝土的开裂，将严重影响路面的耐久性和行车舒适性；而路面的维护也带来了严重的经济负担。
沥青混凝土是一种典型的黏弹塑性材料，其性能的好坏将直接决定路面的性能以及后续的维护成本等。但是，目前尚没有一种科学、可靠且客观的方法，来对现今存在的各类型沥青混凝土的断裂性能进行评价。这种情况无疑使得现今的沥青混凝土的选型过程充满了不确定性和主观性，从而也进一步给后续的工作埋下了一定的隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种客观、科学且可靠性高的沥青混凝土的断裂性能评价方法。
本发明提供的这种沥青混凝土的断裂性能评价方法，包括如下步骤：
S1. 确定待评价的沥青混凝土的类型和试验参数；
S2. 采用待评价的沥青混凝土，构建带切缝的半圆柱型试件；
S3. 在步骤S1确定的试验参数下，对步骤S2构建的带切缝的半圆柱型试件，进行SCB实验（半圆弯曲实验）；
S4. 在步骤S3进行的SCB实验过程中，获取试件的加载点位移-应变数据曲线和加载点位移-荷载曲线；
S5. 在步骤S4获取的加载点位移-应变数据曲线上，获取应变数据取最大值时的加载点位移值；
S6. 根据步骤S5获取的加载点位移值和步骤S4获取的加载点位移-荷载曲线，采用面积计算法计算得到待评价的沥青混凝土的性能评价指标：开裂前的塑性能量释放率、开裂前的线弹性能量释放率和裂缝开展过程中的能量释放率；
S7. 根据步骤S6计算得到的待评价的沥青混凝土性能评价指标，对待评价的沥青混凝土的断裂性能进行评价。
所述的步骤S1，具体包括如下步骤：
确定待评价的沥青混凝土为密级配沥青混凝土或者沥青玛蹄脂碎石混合料；且沥青混凝土的空隙率在3%~7%之间；
确定若干个实验温度：实验温度范围为-30℃~30℃；
确定实验时的两个支撑位置：若第一支撑位置距离切缝的距离等于第二支撑位置距离切缝的距离，则试件的破坏为Ⅰ型破坏；若第一支撑位置距离切缝的距离不等于第二支撑位置距离切缝的距离，则试件的破坏为Ⅰ-Ⅱ复合型破坏或Ⅱ型破坏。
所述的步骤S2，具体包括如下步骤：
构建的构建带切缝的半圆柱型试件，结构为：
试件为半圆柱形试件，试件的轴向中心位置垂直开设有切缝，同时在切缝的顶面两侧对称固定有应变片；所述应变片用于获取实验时应变片固定位置的应变数据；
所述半圆柱形试件的半径为75mm，半圆柱形试件的厚度在20mm~40mm之间；切缝的长度在10mm~25mm之间，切缝的宽度在1mm~3mm之间；
所述应变片距离切缝的水平距离为10mm；
确定支撑位置后，在切缝的正上方加载负荷，从而进行实验。
步骤S4所述的试件的加载点位移-应变数据曲线和加载点位移-荷载曲线，具体为加载点位移-应变数据曲线为以加载点位移量为横坐标，以应变数据为纵坐标，绘制试件的加载点位移-应变数据曲线；加载点位移-荷载曲线为以加载点位移量为横坐标，以荷载为纵坐标，绘制试件的加载点位移-荷载曲线。
所述的步骤S5，具体包括如下步骤：
在获取的加载点位移-应变数据曲线上，定位应变数据取值最大的点
Figure 760098DEST_PATH_IMAGE002
；然后，获取点
Figure 942817DEST_PATH_IMAGE002
所对应的加载点位移值
Figure 253713DEST_PATH_IMAGE004
。
所述的步骤S6，具体包括如下步骤：
加载点位移-荷载曲线包括四个阶段：线性增长阶段OA、塑性增长阶段AB、起裂-峰值载荷阶段BF和末端FG；其中，O点为坐标原点，A点为试件开裂前的线性增长阶段的最终点，B点为切缝的起裂点，F点为峰值载荷点，G点为加载点位移-荷载曲线的末端与横轴的交点；
以直线OA的斜率k，在B点作直线L，直线L与横坐标轴的交点为C点；在B点和F点分别作垂线，并与横坐标轴相交，交点依次为D点和E点；
D点的横坐标为步骤S5得到的加载点位移值
Figure 711239DEST_PATH_IMAGE004
；对应的，B点的横坐标为步骤S5得到的加载点位移值
Figure 56770DEST_PATH_IMAGE004
；
采用面积计算法，计算得到直线OA、曲线AB、直线BC和直线OC围成的区域的面积SOABC；
采用面积计算法，计算得到三角形BCD的面积SBCD；
采用面积计算法，计算得到曲线BF、曲线FG、直线DG和直线BD围成的区域的面积SBFGD；
采用如下算式，计算得到待评价的沥青混凝土的性能评价指标：
开裂前的塑性能量释放率G 1为
Figure 675970DEST_PATH_IMAGE006
；
开裂前的线弹性能量释放率G 2为
Figure 677424DEST_PATH_IMAGE008
；
裂缝开展过程中的能量释放率G 3为
Figure 673062DEST_PATH_IMAGE010
；
式中w为未开裂的切缝带的长度，具体值为半圆柱形试件的半径与切缝长度的差值；t为半圆柱形试件的厚度。
所述的步骤S7，具体包括如下步骤：
开裂前的塑性能量释放率G 1越大，说明沥青混凝土在开裂前用于塑性变形的能量越大；
开裂前的线弹性能量释放率G 2越大，说明沥青混凝土在开裂前用于线弹性变形的能量越大；
裂缝开展过程中的能量释放率G 3越大，说明沥青混凝土在裂缝开展过程中消耗的能量越大，表示沥青混凝土具有更好的抗裂性能。
本发明提供的这种沥青混凝土的断裂性能评价方法，根据沥青混凝土自身的特性，创新性地将沥青混凝土的断裂能划分为三个部分，并以划分的三个部分作为指标，对沥青混凝土的断裂性能进行客观评价，因此本发明方法能够对不同温度下同一种或者不同种沥青混凝土的断裂性能进行比较和评价，而且客观，科学，可靠性高。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图。
图2为本发明的带切缝的半圆柱型试件的结构示意图。
图3为本发明的加载点位移-应变数据的曲线示意图。
图4为本发明的加载点位移-荷载的曲线示意图。
图5为本发明的实施例的沥青混合料设计级配示意图。
图6为本发明的实施例的四种工况的SCB试验的荷载-位移曲线示意图。
图7为本发明的实施例的四种工况的性能评价指标的计算结果示意图。
图8为本发明的实施例的四种工况的性能评价指标的占比结果示意图。
具体实施方式
如图1所示为本发明的方法流程示意图：本发明提供的这种沥青混凝土的断裂性能评价方法，包括如下步骤：
S1. 确定待评价的沥青混凝土的类型和试验参数；具体包括如下步骤：
确定待评价的沥青混凝土为密级配沥青混凝土或者沥青玛蹄脂碎石混合料；且沥青混凝土的空隙率在3%~7%之间；
确定若干个实验温度：实验温度范围为-30℃~30℃；
确定实验时的两个支撑位置：若第一支撑位置距离切缝的距离等于第二支撑位置距离切缝的距离，则试件的破坏为Ⅰ型破坏；若第一支撑位置距离切缝的距离不等于第二支撑位置距离切缝的距离，则试件的破坏为Ⅰ-Ⅱ复合型破坏或Ⅱ型破坏；
S2. 采用待评价的沥青混凝土，构建带切缝的半圆柱型试件；具体包括如下步骤：
构建的构建带切缝的半圆柱型试件，结构为（结构如图2所示）：
试件为半圆柱形试件，试件的轴向中心位置垂直开设有切缝，同时在切缝的顶面两侧对称固定有应变片；所述应变片用于获取实验时应变片固定位置的应变数据；
所述半圆柱形试件的半径为75mm，半圆柱形试件的厚度在20mm~40mm之间；切缝的长度在10mm~25mm之间，切缝的宽度在1mm~3mm之间；
所述应变片距离切缝的水平距离为10mm；
确定支撑位置后，在切缝的正上方加载负荷，从而进行实验；
图2中，P即为负荷加载的位置；距离S1和S2即为支撑位置距离切缝的距离；半圆柱形试件中的两个矩形框为应变片的固定位置；
S3. 在步骤S1确定的试验参数下，对步骤S2构建的带切缝的半圆柱型试件，进行SCB实验（半圆弯曲实验）；
S4. 在步骤S3进行的SCB实验过程中，获取试件的加载点位移-应变数据曲线和加载点位移-荷载曲线；具体为加载点位移-应变数据曲线为以加载点位移量为横坐标，以应变数据为纵坐标，绘制试件的加载点位移-应变数据曲线；加载点位移-荷载曲线为以加载点位移量为横坐标，以荷载为纵坐标，绘制试件的加载点位移-荷载曲线；
S5. 在步骤S4获取的加载点位移-应变数据曲线上，获取应变数据取最大值时的加载点位移值（如图3所示）；具体包括如下步骤：
在获取的加载点位移-应变数据曲线上，定位应变数据取值最大的点
Figure 873099DEST_PATH_IMAGE012
；然后，获取点
Figure 397621DEST_PATH_IMAGE012
所对应的加载点位移值
Figure 886371DEST_PATH_IMAGE014
；
S6. 根据步骤S5获取的加载点位移值和步骤S4获取的加载点位移-荷载曲线，采用面积计算法计算得到待评价的沥青混凝土的性能评价指标：开裂前的塑性能量释放率、开裂前的线弹性能量释放率和裂缝开展过程中的能量释放率； 具体包括如下步骤：
如图4所示，加载点位移-荷载曲线包括四个阶段：线性增长阶段OA、塑性增长阶段AB、起裂-峰值载荷阶段BF和末端FG；其中，O点为坐标原点，A点为试件开裂前的线性增长阶段的最终点，B点为切缝的起裂点，F点为峰值载荷点，G点为加载点位移-荷载曲线的末端与横轴的交点；
以直线OA的斜率k，在B点作直线L，直线L与横坐标轴的交点为C点；在B点和F点分别作垂线，并与横坐标轴相交，交点依次为D点和E点；
D点的横坐标为步骤S5得到的加载点位移值
Figure 420121DEST_PATH_IMAGE014
；对应的，B点的横坐标为步骤S5得到的加载点位移值
Figure 474665DEST_PATH_IMAGE014
；
采用面积计算法，计算得到直线OA、曲线AB、直线BC和直线OC围成的区域的面积SOABC；
采用面积计算法，计算得到三角形BCD的面积SBCD；
采用面积计算法，计算得到曲线BF、曲线FG、直线DG和直线BD围成的区域的面积SBFGD；
采用如下算式，计算得到待评价的沥青混凝土的性能评价指标：
开裂前的塑性能量释放率G 1为
Figure 638930DEST_PATH_IMAGE006
；
开裂前的线弹性能量释放率G 2为
Figure 677293DEST_PATH_IMAGE008
；
裂缝开展过程中的能量释放率G 3为
Figure 686837DEST_PATH_IMAGE010
；
式中w为未开裂的切缝带的长度，具体值为半圆柱形试件的半径与切缝长度的差值；t为半圆柱形试件的厚度；
S7. 根据步骤S6计算得到的待评价的沥青混凝土性能评价指标，对待评价的沥青混凝土的断裂性能进行评价；具体包括如下步骤：
开裂前的塑性能量释放率G 1越大，说明沥青混凝土在开裂前用于塑性变形的能量越大；
开裂前的线弹性能量释放率G 2越大，说明沥青混凝土在开裂前用于线弹性变形的能量越大；
裂缝开展过程中的能量释放率G 3越大，说明沥青混凝土在裂缝开展过程中消耗的能量越大，表示沥青混凝土具有更好的抗裂性能。
以下结合具体实施例，对本发明方法进行进一步说明：
配制了一种沥青混合料，其中SBS改性沥青的用量为5.2%。集料采用石灰岩或玄武岩，级配如图5所示。
将以上得到的松散沥青混合料通过旋转压实仪制备成高度为150mm，直径为150mm的圆柱体试件，用切割机切为厚度为30mm，直径为150mm的半圆试件，对试件进行预切缝，在试件底部中心位置处切出一条垂直切缝，切缝宽度为1.5mm，切缝深度为20mm或者25mm。
试验开始前对试件进行保温，保温温度分别为-10℃、0℃、25℃，保温时间为4h，保温结束后开始对试件进行SCB试验。加载速率为5mm/min，切口位置到两个支撑点的位置分别为40mm。加载过程中，自动存储力和变形的信息。
通过上述试验获得的不同情况下载荷-位移曲线如图6所示：图6中，曲线1为-10℃、切口长20mm的试件；曲线2为0℃、切口长20mm的试件；曲线3为25℃、切口长20mm的试件；曲线4为25℃、切口长25mm的试件；
图7和图8所示为四种工况下开裂前的塑性能量释放率G 1、开裂前的线弹性能量释放率G 2和裂缝开展过程中的能量释放率G 3以及各自所占的比例；图中，1表示的是开裂前的塑性能量释放率G 1，2表示的是开裂前的线弹性能量释放率G 2，3表示的是裂缝开展过程中的能量释放率G 3。可以看出，虽然三种能量所占的比例各不相同，但是裂缝开展过程中的能量释放率所占的比例是最高的，说明不管在什么温度下大部分能量用于了裂缝的开展。对于前三种工况，即裂缝深度为20 mm，随着温度的升高，开裂前的塑性能量释放的值逐渐增大，开裂前的线弹性能量释放的值先增大后减小。在25℃时，当裂缝深度从20 mm增加到25 mm时，三种能量的释放均有所降低，但裂缝开展过程中的能量释放占总能量的比列显著提高。
最后，本发明的评价方法给出的评价结果为：25℃下20 mm裂缝的试件的断裂性能最好，其次为25℃下25 mm裂缝的试件，-10℃下20mm裂缝的试件的抗裂性能最差。

Claims (4)

1.一种沥青混凝土的断裂性能评价方法，其特征在于包括如下步骤：
S1. 确定待评价的沥青混凝土的类型和试验参数；
S2. 采用待评价的沥青混凝土，构建带切缝的半圆柱型试件；试件的轴向中心位置垂直开设有切缝，同时在切缝的顶面两侧对称固定有应变片；所述应变片用于获取实验时应变片固定位置的应变数据；
S3. 在步骤S1确定的试验参数下，对步骤S2构建的带切缝的半圆柱型试件，进行SCB实验；
S4. 在步骤S3进行的SCB实验过程中，获取试件的加载点位移-应变数据曲线和加载点位移-荷载曲线；
S5. 在步骤S4获取的加载点位移-应变数据曲线上，获取应变数据取最大值时的加载点位移值；具体包括如下步骤：
在获取的加载点位移-应变数据曲线上，定位应变数据取值最大的点
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；然后，获取点
Figure 525631DEST_PATH_IMAGE002
所对应的加载点位移值
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；
S6. 根据步骤S5获取的加载点位移值和步骤S4获取的加载点位移-荷载曲线，采用面积计算法计算得到待评价的沥青混凝土的性能评价指标：开裂前的塑性能量释放率、开裂前的线弹性能量释放率和裂缝开展过程中的能量释放率；具体包括如下步骤：
加载点位移-荷载曲线包括四个阶段：线性增长阶段OA、塑性增长阶段AB、起裂-峰值载荷阶段BF和末端FG；其中，O点为坐标原点，A点为试件开裂前的线型增长阶段的最终点，B点为切缝的起裂点，F点为峰值载荷点，G点为加载点位移-荷载曲线的末端与横轴的交点；
以直线OA的斜率k，在B点作直线L，直线L与横坐标轴的交点为C点；在B点和F点分别作垂线，并与横坐标轴相交，交点依次为D点和E点；
D点的横坐标为步骤S5得到的加载点位移值
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；对应的，B点的横坐标为步骤S5得到的加载点位移值
Figure DEST_PATH_IMAGE006
；
采用面积计算法，计算得到直线OA、曲线AB、直线BC和直线OC围成的区域的面积SOABC；
采用面积计算法，计算得到三角形BCD的面积SBCD；
采用面积计算法，计算得到曲线BF、曲线FG、直线DG和直线BD围成的区域的面积SBFGD；
采用如下算式，计算得到待评价的沥青混凝土的性能评价指标：
开裂前的塑性能量释放率G 1为
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
开裂前的线弹性能量释放率G 2为
Figure DEST_PATH_IMAGE010
；
裂缝开展过程中的能量释放率G 3为
Figure DEST_PATH_IMAGE012
；
式中w为未开裂的切缝带的长度，具体值为半圆柱形试件的半径与切缝长度的差值；t为半圆柱形试件的厚度；
S7. 根据步骤S6计算得到的待评价的沥青混凝土性能评价指标，对待评价的沥青混凝土的断裂性能进行评价；具体包括如下步骤：
开裂前的塑性能量释放率越大，说明沥青混凝土在开裂前用于塑性变形的能量越大；
开裂前的线弹性能量释放率越大，说明沥青混凝土在开裂前用于线弹性变形的能量越大；
裂缝开展过程中的能量释放率越大，说明沥青混凝土在裂缝开展过程中消耗的能量越大，表示沥青混凝土具有更好的抗裂性能。
2.根据权利要求1所述的沥青混凝土的断裂性能评价方法，其特征在于所述的步骤S1，具体包括如下步骤：
确定待评价的沥青混凝土为密级配沥青混凝土或者沥青玛蹄脂碎石混合料；且沥青混凝土的空隙率在3%~7%之间；
确定若干个实验温度：实验温度范围为-30℃~30℃；
确定实验时的两个支撑位置：若第一支撑位置距离切缝的距离等于第二支撑位置距离切缝的距离，则试件的破坏为Ⅰ型破坏；若第一支撑位置距离切缝的距离不等于第二支撑位置距离切缝的距离，则试件的破坏为Ⅰ-Ⅱ复合型破坏或Ⅱ型破坏。
3.根据权利要求2所述的沥青混凝土的断裂性能评价方法，其特征在于所述的步骤S2，具体包括如下步骤：
所述半圆柱形试件的半径为75mm，半圆柱形试件的厚度在20mm~40mm之间；切缝的长度在10mm~25mm之间，切缝的宽度在1mm~3mm之间；
所述应变片距离切缝的水平距离为10mm；
确定支撑位置后，在切缝的正上方加载负荷，从而进行实验。
4.根据权利要求3所述的沥青混凝土的断裂性能评价方法，其特征在于步骤S4所述的试件的加载点位移-应变数据曲线和加载点位移-荷载曲线，具体为加载点位移-应变数据曲线为以加载点位移量为横坐标，以应变数据为纵坐标，绘制试件的加载点位移-应变数据曲线；加载点位移-荷载曲线为以加载点位移量为横坐标，以荷载为纵坐标，绘制试件的加载点位移-荷载曲线。
CN202211003154.7A 2022-08-22 2022-08-22 沥青混凝土的断裂性能评价方法 Active CN115078126B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211003154.7A CN115078126B (zh) 2022-08-22 2022-08-22 沥青混凝土的断裂性能评价方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211003154.7A CN115078126B (zh) 2022-08-22 2022-08-22 沥青混凝土的断裂性能评价方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115078126A CN115078126A (zh) 2022-09-20
CN115078126B true CN115078126B (zh) 2022-11-25

Family

ID=83245447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211003154.7A Active CN115078126B (zh) 2022-08-22 2022-08-22 沥青混凝土的断裂性能评价方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115078126B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116448591B (zh) * 2023-06-19 2023-08-18 中南大学 沥青混凝土i型中低温断裂测试方法及评价方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102109441A (zh) * 2010-12-21 2011-06-29 东南大学 沥青混合料低温抗裂性能评价方法
CN204758392U (zh) * 2015-06-03 2015-11-11 山西省交通科学研究院 一种沥青混合料半圆试件的弯拉试验夹具
CN107991195A (zh) * 2017-11-27 2018-05-04 中南大学 一种在三点弯曲断裂试验中测定岩石材料峰值荷载点处弹性变形能的方法
CN108169032A (zh) * 2017-12-15 2018-06-15 东南大学 一种基于半圆弯曲试验的沥青混合料疲劳损伤愈合性能评价方法
CN111521686A (zh) * 2020-04-27 2020-08-11 北京工业大学 一种基于声发射b值卡尔曼滤波分析的沥青混合料低温断裂评价方法
CN113418798A (zh) * 2021-05-12 2021-09-21 哈尔滨衢安交通科技有限公司 一种沥青混合料低温抗裂性能评价方法
CN113916665A (zh) * 2021-12-13 2022-01-11 中南大学 一种测量沥青混凝土ⅱ型断裂的方法
CN114323906A (zh) * 2021-12-23 2022-04-12 河北工业大学 一种考虑混凝土材料内部裂缝扩展的断裂韧度求解方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102109441A (zh) * 2010-12-21 2011-06-29 东南大学 沥青混合料低温抗裂性能评价方法
CN204758392U (zh) * 2015-06-03 2015-11-11 山西省交通科学研究院 一种沥青混合料半圆试件的弯拉试验夹具
CN107991195A (zh) * 2017-11-27 2018-05-04 中南大学 一种在三点弯曲断裂试验中测定岩石材料峰值荷载点处弹性变形能的方法
CN108169032A (zh) * 2017-12-15 2018-06-15 东南大学 一种基于半圆弯曲试验的沥青混合料疲劳损伤愈合性能评价方法
CN111521686A (zh) * 2020-04-27 2020-08-11 北京工业大学 一种基于声发射b值卡尔曼滤波分析的沥青混合料低温断裂评价方法
CN113418798A (zh) * 2021-05-12 2021-09-21 哈尔滨衢安交通科技有限公司 一种沥青混合料低温抗裂性能评价方法
CN113916665A (zh) * 2021-12-13 2022-01-11 中南大学 一种测量沥青混凝土ⅱ型断裂的方法
CN114323906A (zh) * 2021-12-23 2022-04-12 河北工业大学 一种考虑混凝土材料内部裂缝扩展的断裂韧度求解方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Comparison of low-temperature fracture and strength properties of asphalt mixture obtained from IDT and SCB under different testing configurations;Augusto Cannone Falchetto et al.;《Road Materials and Pavement Design》;20180104;第1-14页 *
Determining Fracture Energy in Asphalt Mixture: A Review;H R Radeef et al.;《4th National Conference on Wind & Earthquake Engineering》;20211231;第682卷;第1-11页 *
一种沥青混凝土中低温断裂性能统一评价方法;宋卫民 等;《中南大学学报（自然科学版）》;20210731;第52卷(第7期);第2386-2392页 *
采用J积分对沥青混合料抗裂性能进行评价;刘敬辉 等;《固体力学学报》;20100228;第31卷(第1期);第16-22页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115078126A (zh) 2022-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Velasquez et al. Low temperature cracking characterization of asphalt binders by means of the single-edge notch bending (SENB) test
CN115078126B (zh) 沥青混凝土的断裂性能评价方法
Pirmohammad et al. Characterizing mixed mode I/III fracture toughness of asphalt concrete using asymmetric disc bend (ADB) specimen
Morcous et al. Mechanical and bond properties of 18-mm-(0.7-in.-) diameter prestressing strands
CN102109441A (zh) 沥青混合料低温抗裂性能评价方法
CN107402152A (zh) 用于预制水泥基试件裂缝的方法、预制试件和预制系统
Cocurullo et al. Indirect tensile versus two-point bending fatigue testing
Atoyebi et al. Reliability comparison of schmidt rebound hammer as a non-destructive test with compressive strength tests for different concrete mix
CN105699208A (zh) 一种寒区大粒径沥青混合料的水稳定性的检测方法
CN103122603B (zh) Atb-30沥青混合料的设计方法
Yang et al. Research on the crack resistance of semi-flexible pavement based on bonding and rheological properties of asphalt
CN104805747B (zh) 按结构需求的沥青路面上面层混合料配合比设计方法
CN111122837B (zh) 一种厂拌热再生沥青混合料路用性能评价方法
CN105865896B (zh) 由两点加载试件确定准脆性材料的断裂韧度及拉伸强度的方法
CN102305849A (zh) 基于路面芯样的沥青混合料结构类型的评价方法
Bodley et al. Comparison between binder and hot mix asphalt properties and early top-down wheel path cracking in a northern Ontario pavement trial
Van Rooijen et al. Crack propagation performance evaluation of asphaltic mixes using a new procedure based on cyclic semi-circular bending tests
CN206974778U (zh) 用于预制水泥基试件裂缝的预制试件和预制系统
CN116380688A (zh) 一种沥青混凝土脆性的检测方法、装置、设备及介质
CN103334363B (zh) 一种atb-25沥青混合料的设计方法
Bernardo et al. Flexural ductility of high-strength concrete beams
Birgisson et al. Influence of mixture properties on fracture mechanisms in asphalt mixtures
Zhan et al. Theoretical study on the influence of welding collar on the shear behavior of stud shear connectors
CN106153446A (zh) 一种沥青路面永久变形的测试方法
Subagio et al. Fatigue performance of HRA (hot rolled asphalt) and Superpave® mixes using Indonesian rock asphalt (Asbuton) as fine aggregates and filler

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant