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沥青混合料低温稳定性实验方案一、实验方法选择对于沥青混合料低温性能的评价有多种方法 ,常见的有劲度模量法、低温收缩系数法、低温蠕变速率法、美国 SHRP计划采用的J 积分试验法及直接冻断试验方法等1、劈裂试验S T =P T(0. 27 + 1.0μ)/ h X Tμ = (0.135A - 1. 794)/ (- 0. 5A - 0.031 4)X T = Y T (0.135 + 0.5μ)/ (1.794 - 0.031 4μ)X T = Y T(0.135 + 0.5 )/ (1.794 - 0.031 4 )式中: S T为破坏劲度模量;μ为泊松比; Y T为试件相应于最大破坏荷载时的垂直方向总变形 ,mm; A 为试件垂直变形与水平变形的比值(A = Y T / X T) ;h为试件高度 ,mm.从上述S T的计算公式可以看出 ,其值大小实际反映的是应力与应变的比值 ,是反映材料刚度大小的指标.而沥青混合料在抵御开裂时 ,应力水平和应变水平是同时反应抗开裂性能的指标 ,用其比值衡量抗开裂性能显然是不恰当的 ,目前这种方法已不常采用。
2、沥青混合料弯曲蠕变试验(现规范推荐方法)沥青混合料弯曲蠕变试验用于评价沥青混合料低温下的变形能力和松弛能力。
但在低温弯曲蠕变试验中应力水平的选择非常重要, 对于使用原状沥青及空隙率小的混合料可以采用“八五”攻关提出的 0℃、1M Pa 应力水平的试验条件, 但对于改性沥青及空隙率大的混合料使用这一应力水平，采用0. 1σf的应变水平。
应该注意的是由于沥青在加热及路面使用过程中必然发生老化 , 并影响混合料的低温柔性 , 所以该指标仅适用于配制的新拌沥青混凝土配合比检验。
3、低温收缩试验该指标实际反映的是在无约束条件下混合料试件自由伸缩 ,应变随温度梯度变化的情况 ,反映了混合料受温度影响在形变方面的性能 ,当受到约束时其抵御形变应力的能力没有得到反映.因此以温度收缩率的大小来判定混合料的抗开裂性能 ,是不够全面的。
用控制应力弯曲疲劳试验方法评价沥青混合料抗疲劳性能摘要沥青混合料的疲劳开裂是沥青路面的主要病害,因此提出适当的研究和评价沥青混合料抗疲劳性能的方法和指标,以控制或消除沥青路面的疲劳开裂是一个重要研究课题。
由于控制应力弯曲疲劳试验能够准确模拟沥青路面在长期行车荷载作用下的疲劳开裂过程,因此本文介绍了该试验方法及其评价指标,并利用该试验方法对ac-13沥青混合料的抗疲劳性能进行评价分析。
关键词沥青混合料;抗疲劳性能;控制应力弯曲疲劳试验;评价指标;性能分析中图分类号u416.2 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)22-0043-020 引言沥青混合料疲劳性能是指其在特定荷载环境与气候环境条件下抵抗重复加载作用而不产生破裂的能力。
疲劳损坏是沥青混凝土路面最主要的破坏形式之一。
为了保证沥青路面具有良好的使用性和耐久性,世界各国沥青路面设计方法均以路面疲劳特性作为基本设计原则,国内外研究和评价沥青混合料抗疲劳性能的方法有很多,其中控制应力弯曲疲劳试验是研究沥青混合料抗疲劳性能的最有效方法。
本文介绍控制应力弯曲疲劳试验,并采用该试验方法对ac-13沥青混合料的抗疲劳性能进行评价,提出沥青混合料抗疲劳性能的评价指标,分析ac-13沥青混合料其抗疲劳性能变化规律。
1 沥青混合料抗疲劳评价方法概述国内外研究沥青混合料抗疲劳性能的方法有很多种,综合目前已有的研究成果,沥青路面疲劳特性试验方法主要包括:1)现场试验法;2)试槽法;3)试板试验法(也称为试块法);4) 试件法;5)槽口弯曲疲劳试验等。
如此繁多的试验方法,如何选择。
本论文从试验的可操作性、试验结果的可直接应用性及国内对抗疲劳性能的相关规定要求考虑,采用控制应力简支梁弯曲疲劳试验法进行应力控制的疲劳试验,研究沥青混合料的疲劳性能,为沥青混合料的设计与施工提供指导。
2 简支梁弯曲疲劳试验原理本文采用中点加载简支梁弯曲试验法,加载模式为控制应力方式。
2019.06科学技术创新-135-沥青混合料低温性能弯曲蠕变实验分析吉鑫（重庆交通大学土木工程学院，重庆400041）摘要：对沥青混合料的低温抗裂性能的研究已经取得了很大的发展，最常用的试验手段为0咒弯曲蠕变试验，该试验方法采用蠕变速率为主要评价指标。
在研究过程中，该实验内容被不断完善和补充，新参数被引入，以判别混合料低温破坏类型，不仅能够对沥青混合料的低温抗裂性能进行分析，而且能够预估其承受更低温度的能力。
可利用Burgers模型研究低温条件对沥青混合料粘弹性的影响，以及造成的低温抗裂性变化。
关键词：弯曲蠕变；蠕变速率;低温性能;粘弹性中图分类号:U414文献标识码：A文章编号:2096-4390（2019）06-0135-02低温开裂是沥青路面使用中最常见的病害之一，也是沥青混合料路面更加广泛应用中需要改善的使用性能之一。
美国公路战略研究计划（SHRP）曾经提出4中研究沥青混合料低温性能的主要方法，包括温度应力试验、收缩系数试验、断裂力学J-积分和C''-线性积分;经过大量试验，最终认为温度应力试验在该四种方法中模拟沥青路面在低温下的收缩过程的效果最好，因此筛选出该方法作为判断沥青混合料的低温性能的最佳选择。
在“八五”科技攻关“道路沥青与沥青混合料的路用性能”专题研究中，我国提出了“0T弯曲蠕变试验”以及以沥青混合料的“蠕变速率”作为沥青混合料的低温抗裂性能评价指标。
相比较下，低温弯曲蠕变试验的可行性更高，模拟变形与实际情况更为相符。
但在进行0T弯曲蠕变试验时，恒定应力水平（01, IMPa）不具有普遍适用性,采用的应力水平应在该应力水平的基础上根据级配类型和沥青品种进行适当调整，否则会得到错误的结论。
1弯曲蠕变试验沥青混合料是一种粘弹性材料，蠕变是其一种基本变形性质，是关于时间和应力、应变的关系。
大量研究表明，沥青混合料的流动与应力、应变和时间相关，可将其规律归纳为三者的关系函数。
T313-04用弯曲梁流变仪测量沥青胶结料的弯曲蠕变劲度的标准试验方法1适用范围1.1本试验方法用弯曲梁流变仪测量沥青胶结料的挠曲蠕变劲度或柔量。
本方法适用于挠曲劲度范围为20MPa～1G（蠕变柔量值的范围为50nPa–1～1nPa–1）的材料，被测材料是未老化的沥青或T240(RTFOT)和/或R28(PAV)得到的老化沥青。
试验设备的操作温度范围为（-36～22）℃。
1.2当根据本试验方法进行试验时，若试验样品的挠曲大于4mm或小于0.08mm时试验结果无效。
1.3本标准可能包含危险材料、操作和设备。
本标准并不能强调关于使用时的所有安全问题。
在使用本标准之前，使用者有责任采用合适的安全和健康实践，并确定其使用的规则限制。
2参考文件2.1AASHTO标准M320沥青胶结料性能分级R28用压力老化容器加速沥青胶结料老化T40沥青材料取样T240加热和空气对沥青旋转薄膜的影响（旋转薄膜烘箱试验）2.2ASTM标准C802进行试验室间试验项目以确定建筑材料试验方法精密度的方法E77温度计的检查和校验E220用比对技术标定热电偶的方法2.3DIN标准43760铂电阻温度计3名词术语3.1定义3.1.1沥青胶结料(asphalt binder)——以石油渣油生产的沥青为基础，添加或未添加非颗粒有机改性剂的胶结材料。
3.1.2物理硬化(physical hardening)——沥青胶结料物理硬化是由当沥青在低温贮藏条件下时，发生的随时间增加的劲度，由这个增加的劲度而导致的物理硬化可随温度L高而发生可逆。
3.2本标准的特殊术语的定义3.2.1弯曲蠕变(flexural creep)——在一个沥青胶结料棱柱形简支梁上，在梁中点作用一恒定荷载，测量梁中点随加载时间而发生的变形。
3.2.2测量的挠曲蠕变劲度(measured flexural creep stiffness),S m(t)——测量的最大弯曲应力除以测量的最大弯曲应变所得到的比率。
沥青混合料弯曲试验
一、目的与适用范围
1.1本方法适用于测定热拌沥青混合料在规定温度和加载速率时弯曲破坏的力学性质。
试验温度和加载速率根据有关规定和需要选用，如无特殊规定，采用试验温度为15℃±0.5℃；当用于评价沥青混合料低温拉伸性能时，采用试验温度-10℃±0.5℃，加载速率宜为50mm/min。
采用不同的试验温度和加载速率时应予注明。
本方法适用于由轮碾成型后切制的长250mm±2.Omm、宽30mm±2.Omm、高35mm±2.Omm的棱柱体小梁，其跨径为200mm±0.5mm;当采用其他尺寸时，应予注明。
二、仪具与材料技术要求
2.1万能材料试验机或压力机：荷载由传感器测定，最大荷载应满足不超过其量程的 80%且不小于量程的20%的要求，宜采用1kN或5kN，分辨率0.01kN。
具有梁式支座，下支座中心距200mm，上压头位置居中，上压头及支座为半径10mm的圆弧形固定钢棒，上压头可以活动与试件紧密接触。
应具有环境保温箱，控温准确至±0.5℃，加载速率可以选择。
试验机宜有伺服系统，在加载过程中速率基本不变。
2.2跨中位移测定装置：LVDT位移传感器。
2.3数据采集系统或X-Y记录仪：能自动采集传感器及位移计的电测信号，在数据采集系统中储存或在记录仪上绘制荷载与跨中挠度曲线。
2.4恒温水槽：用于试件保温，温度范围应满足试验要求，控温准确至±0.5℃。
当试验温度低于0℃时，恒温水槽可采用1：1的甲醇水溶液或防冻液作冷媒介质。
恒温水槽中的液体应能循环回流。
2.5卡尺。
2.6秒表。
2.7温度计：分度值0.5℃。
2.8天平感量不大于O.lg。
其他：平板玻璃等。
三、方法与步骤
3.1准备工作
3.1.1采用本规程T 0703沥青混合料轮碾成型的板块状试件，用切割法制作棱柱体试件，试件尺寸应符合长250mm±2.Omm、宽30mm±2.Omm、高35mm±
2.Omm的要求。
3.1.2在跨中及两支点断面用卡尺量取试件的尺寸，当两支点断面的高度（或宽度）之差超过2mm时，试件应作废。
跨中断面的宽度为b，高度为h，取相对两侧的平均值，准确至0.1mm。
3.1.3根据混合料类型按本规程方法测量试件的密度、空隙率等各项物理指标。
将试件置于规定温度的恒温水槽中保温不少于45min，直至试件内部温度达到试验温度±0.5℃为止。
保温时试件应放在支起的平板玻璃上，试件之间的距离应不小于10mm。
3.1.5将试验机环境保温箱达到要求的试验温度±0.5℃。
3,1,6将试验机梁式试件支座准确安放好，测定支点间距为200mm±0.5mm，使上压头与下压头保持平行，并两侧等距离，然后将其位置固定。
3.2试验步骤
3.2.1将试件从恒温水槽中取出，立即对称安放在支座上，试件上下方向应与试件成型时方向一致。
3.2.2在梁跨下缘正中央安放位移测定装置，支座固定在试验机上。
位移计测头支于试件跨中下缘中央或两侧（用两个位移计）。
选择适宜的量程，有效量程应大于预计最大挠度的1.2倍。
3.2.3将荷载传感器、位移计与数据米集系统或X-Y记录仪连接，以X轴为位移，Y轴为荷载，选择适宜的量程后调零。
跨中挠度可采用LVDT位移传感器测定。
当以高精密度电液伺服试验机压头的位移作为小梁挠度时，可以由加载速率及X-T记录仪记录的时间求得挠度。
为正确记录跨中挠度曲线，当采用
50mm/min速率加载时，X-T记录仪的X轴走纸速度（或扫描速度）根据试验温度确定。
3.2.4开动压力机以规定的速率在跨径中央施以集中荷载，直至试件破坏。
记录仪同时记录荷载一跨中挠度曲线。
4计算
4.1将荷载一挠度曲线的直线段按图示方法延长与横坐标相交作为曲线的原点，由图中量取峰值时的最大荷载P
B
及跨中挠度d。
4.2按式（T0715-1）～式（T0715-3）计算试件破坏时的抗弯拉强度R
B
、破
坏时的梁底最大弯拉应变ε
B 及破坏时的弯曲劲度模量S
B。
上述式中：R
B
——试件破坏时的抗弯拉强度（MPa）；
ε
B
——试件破坏时的最大弯拉应变（με）;
S
B
——试件破坏时的弯曲劲度模量（MPa）；
b——跨中断面试件的宽度（mm）；
h——跨中断面试件的高度（mm）；
L——试件的跨径（mm）;
PB——试件破坏时的最大荷载（N）；
d——试件破坏时的跨中挠度（mm）。
注：计算时小梁的自重影响略去不计，故本方法不适用于试验温度高于30℃的情况。
4.3计算加载过程中任一加载时刻的应力、应变、劲度模量的方法同上，只需读取该时刻的荷载及变形代替上式的最大荷载及破坏变形即可。
4.4当记录的荷载一变形曲线在小变形区有一定的直线段时，可以（0. 1～
0.4）P
B
范围内的直线段的斜率计算弹性阶段的劲度模量，或以此范围内各测点的σ、ε数据计算的S=σ/ε的平均值作为劲度模量。
σ、ε及S的计算方法同式（T 0715-1）～式（T 0715-3）。
五、报告
5.1当一组测定值中某个数据与平均值之差大于标准差的k倍时，该测定值应予舍弃，并以其余测定值的平均值作为试验结果。
当试验数目n为3、4、5、6时，k值分别为 1.15、1.46、1.67、1.82。
5.2试验结果均应注明试件尺寸、成型方法、试验温度及加载速率。
