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高弹沥青混合料疲劳性能试验研究

2017-11-15王永金

黑龙江交通科技 2017年9期
关键词:冲击韧性试件沥青

王永金

(贵州省交通科学研究院股份有限公司,贵州 贵阳 550008)

高弹沥青混合料疲劳性能试验研究

王永金

(贵州省交通科学研究院股份有限公司,贵州 贵阳 550008)

高弹沥青混合料在公路工程中有着广泛应用,其疲劳性会对性能及使用效果造成影响。基于此,先对高弹沥青疲劳性能进行了分析,然后在此基础上,通过试验的方式,对其疲劳性能进行深入研究,希望文中内容对相关工作人员的工作能够有所帮助。

高弹沥青;疲劳性试验;混合料

1 高弹沥青混合料疲劳性试验

1.1 沥青混合料配比

在具体实验分析过程中,所用的沥青材料为高弹沥青,AH-70#基质沥青,SBS改性理性,混合料马歇尔实验沥结果的具体情况如表1所示。在具体试验过程总,依据马歇尔实验方法,确定应力吸收层最佳石油比为9%,由于应力吸收层石油含量较高,因此,试验过程中,采用的为旋转压实成型试件。

表1 应力吸收层目标配合比级配旋转压实试验结果

1.2 四点弯疲劳试验分析

(1)试验设计

在具体试验过程中,采用的集料都应当经过水洗筛分,利用100~110 ℃的温度,对材料进行烘干,直到材料的重量不发生变化为止,逐级完成对材料色筛分,并且严格级配完成相应的配料。并且,成型试件过程中,要对轮碾板的高度进行控制,通过该方式,通过控制论碾板体积和料重,完成对毛体积相对密度的计算,最终得到孔隙率,该方式的最终控制结果相对来说比较准确。在整个试验过程中,采用的方式为应变控制,高弹沥青采用的应变水平大小为2 000 με,试验的温度大小为15 ℃,采用的正弦波的频率大小为10 Hz。

(2)实验结果

3中不同类型的沥青混合料试件的最终实验结果情况如表2所示。

表2 不同类型沥青疲劳试验

表2中,没有分析高弹沥青采用600、800、1 000 με进行分析的原因是,在该应力水平下,高弹沥青的寿命过大,对比分析没有实际意义。

通过表2中数据不难看出,即使在2 000 με应变水平下,高弹沥青的疲劳寿命仍然比200 με应变水平下的疲劳寿命的约2倍,达到了600 με应力水平的几十倍。是SHS改性沥青在600με应力水平下的约3倍。由此可以断定,高弹改性沥青在小应变水平下,疲劳寿命要远由于SBS改性力求能够和基质沥青,这也就表明了,在同应变水平下,高弹沥青的要优于SBS改性沥青和基质沥青。

1.3 冲击韧性疲劳试验

(1)试验设计

大量的研究结果表明,冲击韧性与疲劳寿命之间有着一定的相关性,也就是说,在具体问题分析过程中,可以通过冲击韧性,反应混合料在实际应用过程中的疲劳寿命。通过轮辗成型法制作沥青混合料,沥青混合料的尺寸为0.3 m×0.3 m×0.05 m,完成制作后,在将其切割程小梁,尺寸大小为0.25 m×0.25 m×0.035 m,将制作好的沥青混凝土棱柱体,放到指定的温度的恒温水槽中,养护120~240 min。完成以上操作后,对压力机进行适当调整,加载速率设置在500 mm/min,从水中将小梁取出,然后利用试件进行三点弯曲试验,直到试件断裂后,结束试验。在整个过程中,需要特别注意,试验过程必须在短时间内完成,将试件从温室中取出,到试验结束时间不得超过60 s,尽量避免从水中将小梁取出后,温度发生改变,从而对试验结果造成不良影响。在试验过程中,要测量多组数据,将由于试验操作而导致结果无效的数据剔除,然后进行平均值计算。

(2)试验结果

冲击韧性试验结果如表3所示。

表3 冲击韧性试验结果

从表3中的数据可以看出,高弹沥青混合料的冲击韧性与SBS改性沥青和70#基质沥青相比要高出很多。这一试验结果也说明了高弹改性沥青的抗疲劳性更加优秀。

通过试验的方式对三种沥青的四点弯疲劳和冲击韧性疲劳进行分析,通过试验结果可以判断,高弹改性沥青与SBS改性沥青和70#基质沥青相比,在抗疲劳性上表现出的性能更加优异。但是,需要相关工作人员注意的是,该分析具有局限性,对于更加广泛的沥青级级配类型和品种,需要通过试验进行进一步验证。

2 结束语

高弹沥青在现代公路工程建设施工中有着广泛应用,在对其进行应用过程中,要对其各项性能进行充分考虑分析,疲劳性就是其中最为重要的一项性能,要通过试验的方式,对其疲劳性进行分析,从而使其能够更好的被人们所用。

[1] 周志刚,王习进,沙晓鹏. 水作用对沥青混合料疲劳性能影响试验[J]. 长沙理工大学学报,2014,(2):1-8.

[2] 江元建. 抗车辙剂改性沥青混合料疲劳性能试验研究[J]. 福建交通科技,2015,(6):1-3,16.

[3] 沈洪涛,赵树青,王晓平. 一种评价沥青混合料疲劳性能的简单试验方法[J]. 公路工程,2016,(3):151-153,192.

U416

C

1008-3383(2017)09-0094-01

2017-08-01

王永金(1985-),男,贵州遵义人,本科,研究方向:公路工程及建筑材料研究与检测工作。

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