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沥青混合料抗剪性能的三轴剪切试验

朱浩然 杨军 陈志伟

朱浩然, 杨军, 陈志伟. 沥青混合料抗剪性能的三轴剪切试验[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(3): 19-23. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.003
引用本文: 朱浩然, 杨军, 陈志伟. 沥青混合料抗剪性能的三轴剪切试验[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(3): 19-23. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.003
ZHU Hao-ran, YANG Jun, CHEN Zhi-wei. Triaxial shear test on anti-shear properties of asphalt mixture[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(3): 19-23. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.003
Citation: ZHU Hao-ran, YANG Jun, CHEN Zhi-wei. Triaxial shear test on anti-shear properties of asphalt mixture[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(3): 19-23. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.003

沥青混合料抗剪性能的三轴剪切试验

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.003
基金项目: 

江苏省交通科学研究计划项目 8521002246

详细信息
    作者简介:

    朱浩然(1984-), 男, 江苏泗洪人, 东南大学工学博士研究生, 从事路面结构和材料研究

    杨军(1968-), 女, 江苏扬州人, 东南大学教授

  • 中图分类号: U414.75

Triaxial shear test on anti-shear properties of asphalt mixture

More Information
  • 摘要: 借助三轴剪切试验研究了沥青混合料的抗剪性能, 采用简单性能试验考察了剪切疲劳作用的影响以及抗剪强度参数与车辙之间的相关性。研究发现: 级配类型、沥青用量、沥青性质及试验温度对混合料抗剪强度有显著影响, 抗剪强度随着荷载作用次数的增加呈幂函数递减, 抗剪强度参数与抗车辙性能之间呈良好的对数关系。结果表明剪切疲劳产生的流动变形是车辙产生的主要原因。

     

  • 图  1  莫尔-库仑包络线

    Figure  1.  More-Coulomb envelope curves

    图  2  沥青含量对抗剪强度的影响

    Figure  2.  Influence of asphalt content on shear strength

    图  3  沥青性质对抗剪强度的影响

    Figure  3.  Influence of asphalt property on shear strength

    图  4  温度对抗剪强度的影响

    Figure  4.  Influence of test temperature on shear strength

    图  5  随荷载作用次数变化的应变曲线

    Figure  5.  Strain curves with repeated loading numbers

    图  6  沥青混合料的动强度曲线

    Figure  6.  Dynamic strength curves of asphalt mixture

    图  7  抗剪强度参数与车辙深度相关性

    Figure  7.  Relativity between anti-shear strength indexes and rutting depth

    表  1  沥青性质

    Table  1.   Properties of asphalts

    试验项目 AH-70 SBS 高粘度改性沥青
    针入度(25 ℃, 0.1mm) 65.5 58.5 37.8
    针入度指数 0.51 1.32 1.11
    延度(15 ℃)/cm 93.5 100.5 81.7
    软化点(环球法)/℃ 53.1 65.7 92.5
    当量软化点T800/℃ 54.2 56.7 63.6
    动力粘度(60 ℃)/(Pa·s) 206.4 2 017.1 76 635.6
    密度/(g·cm-3) 1.005 0.993 1.036
    弹性恢复(25 ℃)/% 8.0 91.3 96.8
    TFOT后残留物(163 ℃, 5 h)
    质量损失/% -0.133 0.055 0.014
    软化点(环球法)/ ℃ 55.8 65.9 87.3
    延度(5 ℃)/cm 4.3 24.1 29.0
    动力粘度(60 ℃)/(Pa·s) 262.8 2 462.8 15 768.7
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    表  2  混合料级配

    Table  2.   Gradations of asphalt mixtures

    类型 通过下列筛孔(方孔筛, mm)的质量百分率/%
    16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
    SMA13 100.0 93.4 62.2 24.8 21.4 18.1 15.3 13.2 12.0 11.2
    AC13 100.0 96.0 76.8 50.7 34.4 25.2 18.3 13.5 10.6 9.2
    Sup13 100.0 97.1 78.8 53.0 32.4 19.9 15.3 9.4 7.2 5.5
    PA13 100.0 91.9 54.2 17.7 14.7 11.9 9.4 7.7 6.7 6.1
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    表  3  混合料设计指标

    Table  3.   Design indexes of mixtures

    类型 SMA13 AC13 Sup13 PA13
    油石比/% 6.00 5.60 5.00 5.15
    空隙率/% 4 4 4 20
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    表  4  不同类型混合料试验结果

    Table  4.   Test results of different mixtures

    抗剪参数 AC13 Sup13 SMA13 PA13
    粘聚力c/kPa 207.52 212.90 197.68 51.71
    内摩擦角φ/(°) 33.30 37.52 39.47 29.71
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    表  5  SMA13粗细级配

    Table  5.   Coarse and fine gradations of SMA13

    级配 通过下列筛孔(方孔筛, mm)的质量百分率/%
    16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
    粗级配 100.0 93.4 62.2 24.8 21.4 18.1 15.3 13.2 12.0 11.2
    细级配 100.0 96.0 69.7 31.0 23.5 17.6 15.3 12.3 11.2 9.8
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    表  6  不同粗细混合料试验结果

    Table  6.   Test results of coarse and fine gradation mixtures

    类型 c/kPa φ/(°)
    SMA13粗级配 197.68 39.47
    SMA13细级配 204.38 38.58
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    表  7  相关性等级

    Table  7.   Relativity grades

    标准 相关性系数R2 Se/Sy
    极好 ≥0.90 ≤0.35
    良好 0.70~0.89 0.36~0.55
    一般 0.40~0.69 0.56~0.75
    较差 0.20~0.39 0.76~0.89
    很差 ≤0.19 ≥0.90
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出版历程
  • 收稿日期:  2008-12-29
  • 刊出日期:  2009-06-25

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