沥青混合料应变疲劳性能的试验研究

葛折圣; 黄晓明

沥青混合料应变疲劳性能的试验研究

东南大学交通学院, 江苏南京 210096

基金项目: 高等学校博士学科点末项基金项目

详细信息

作者简介:
葛折圣(1974-),男,安徽桐城人,东南大学博士生,从事路面工程研究

中图分类号: U414.75
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出版历程
- 收稿日期: 2001-10-10
- 刊出日期: 2002-03-25

Study on asphalt mixtures fatigue properties by testing

School of Traffic and Transportation Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China

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Author Bio:
GE Zhe-sheng(1974-),male,a doctoral student of Southeast University,engaged in research of pavement engineering.

摘要

摘要: 沥青混合料疲劳试验的荷载控制模式有应力控制模式和应变控制模式。而在应变控制的疲劳试验过程中, 沥青混合料的应力应变状态更符合沥青路面的实际情况。试验得出的弯拉应变与疲劳寿命之间的关系便于应用。运用MTS81 0材料试验系统, 进行了5种级配的沥青混合料的应变控制模式的疲劳试验, 得出了它们的应变疲劳方程, 并对疲劳方程进行了比较和分析。研究表明, 同一应变(或应变比) 下, 若干试件的对数疲劳寿命表现为正态分布, 而且应变、应变比与疲劳寿命分别在双、单对数坐标上表现为直线关系; 单对数坐标下以应变比表示的疲劳方程较双对数坐标下的以应变表示的疲劳方程稳定, 而双对数坐标下的疲劳方程更易区分出沥青混合料疲劳性能的优劣; 应变控制模式下的疲劳试验, 其它条件相同时, 沥青混合料的模量越小, 疲劳寿命越长。
- 沥青混合料 /
- 疲劳性能 /
- 试验 /
- 应变控制
Abstract: There are two kinds of load controlling mode for asphalt mixtures fatigue testing: stress controlling mode and strain controlling mode. However, the latter is more practical. Firstly, five kinds of asphalt mixtures were experimented with the fatigue testing of control strain mode using MTS810. By the experiment, a fatigue function between fatigue life span and the value of repeated strain as the ratio of strain level was set up. In addition, their fatigue properties were analyzed. It is shown that at the same strain level, asphalt mixtrues logarithm fatigue life is normal school, meanwhile, relation of strain level with logarithm fatigue life is linear. In the fatigue testing of control strain mode, when asphalt mixtrues modulus is much lower, its fatigue life is much longer.
- asphalt mixtures /
- fatigue properties /
- testing /
- strain controlling

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图 1 双对数坐标下的以应变表示的AC-16Ⅰ型沥青混合料弯拉疲劳曲线

Figure 1. The curving-fatigue properties of asphalt mixtures (AC-16Ⅰ) expressing as strain

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图 2 单对数坐标下的以应变表示的AC-16Ⅰ型沥青混合料弯拉疲劳曲线

Figure 2. The curving-fatigue properties of asphalt mixtures (AC-16Ⅰ) expressing as strain ratio

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图 3 双对数坐标下的5种沥青混合料弯拉疲劳曲线的比较

Figure 3. The curving-fatigue properties of asphalt mixtures expressing as strain

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图 4 单对数坐标下的5种沥青混合料弯拉疲劳曲线的比较

Figure 4. The curving-fatigue properties of asphalt mixtures expressing as strain ratio

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表 1 试验用沥青的技术性能

Table 1. The technology properties of using asphalt

指标	25℃针入度/0.1 mm	软化点/℃	15℃延度/cm	闪点/℃	密度/g·cm^-3
Shell70^#	67.2	47	大于200	大于280	1.031
规范值	60~80	44~54	不小于100	不小于230	实测

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表 2 试验用沥青混合料的矿料级配

Table 2. The aggregate gradation of asphalt mixtures

级配类型	通过下列筛孔(方孔筛/mm) 的质量百分率/%
级配类型	37.5	31.5	26.5	19	16	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
AC-16Ⅰ	100	100	100	100	97.5	82.5	60	52.5	41	29.5	22	16	11	6
AC-20Ⅰ	100	100	100	97.5	82.5	71	62	48	37	27	21	15	10	6
AC-25Ⅰ	100	100	97.5	82.5	71	63	53	42	33.5	25	19	13	9	5
沥青稳定1^#	100	100	90	75	67	58	50	35	25	17	12	9	7.5	6
沥青稳定2^#	100	90	78	68.7	60	52	44	37	30	23	17	12	8	6

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表 3 沥青混合料弯曲试验结果(平均值)

Table 3. The testing result of asphalt mixtures curving (average)

混合料类型	弯拉强度/MPa	最大弯拉应变×10^-2	弯拉模量/MPa	平行试件个数
AC-16Ⅰ	1.1852	1.0125	117.0568	4
AC-20Ⅰ	2.1694	0.5100	425.3725	4
沥青稳定基层2^#	3.3600	0.3975	845.2830	4
AC-25Ⅰ	3.2267	0.3450	935.2754	4
沥青稳定基层1^#	3.0491	0.2700	1129.2963	4

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表 4 试验沥青混合料应变疲劳方程汇总

Table 4. The fatigue-equation of asphalt mixtures expressing as strain or strain ratio

混合料类型	应变表示的疲劳方程	应变比表示的疲劳方程
AC-16Ⅰ	lgN_f=-4.8201-3.7412lgε	lgN_f=5.8108-4.1344 (ε/ε_max)
AC-20Ⅰ	lgN_f=-3.7414-2.9170lgε	lgN_f=5.8348-4.4236 (ε/ε_max)
AC-25Ⅰ	lgN_f=-4.8073-3.0756lgε	lgN_f=5.6509-4.3181 (ε/ε_max)
沥青稳定基层1^#	lgN_f=-5.59205-3.1240lgε	lgN_f=5.5265-4.7380 (ε/ε_max)
沥青稳定基层2^#	lgN_f=-4.0195-2.8523lgε	lgN_f=5.8164-4.6797 (ε/ε_max)

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参考文献(2)

[1]	葛折圣. 沥青混合料疲劳性能研究[D]. 南京: 东南大学交通学院, 2001.33—38.
[2]	交通部公路科学研究所. (JTJ052-2000) 公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S]. 北京: 人民交通出版社, 2000.246—251.