论文部分内容阅读
试验室小型试件的疲劳研究,是目前应用最广泛的试验方法,常采用应力控制模式和应变控制模式,但是两种控制模式得出的试验结果在某些情况下相差悬殊,甚至结论恰恰相反。然而,实际路面的受力情况并不能简单的归为应力控制模式或应变控制模式。沥青路面承受车辆荷载的重复作用,作用时间短、作用力大,符合冲击荷载的特征,而且冲击韧性是一个能量的概念,不受荷载模式的影响,所以,采用冲击韧性评价沥青路面抵抗疲劳开裂的能力在理论上是可行的。本文选用两种沥青(中海油70号A级沥青和SBS改性沥青(I-C类))和三种矿料级配(AC-25、AC-16和AC-10)成型直径为100mm,预制裂缝为10mm的半圆试件。然后通过MTS试验机对半圆试件进行不同加载条件下的疲劳试验,分别得到应力控制模式和应变控制模式下沥青混合料的疲劳寿命,并计算其总耗散能和初始耗散能。结果表明:两种控制模式下沥青混合料的疲劳寿命、总耗散能和初始耗散能具有一致的规律,即沥青品种是影响沥青混合料疲劳性能的重要因素,SBS改性沥青混合料试件的疲劳性能明显优于70号A级沥青混合料试件的疲劳性能;集料尺寸对沥青混合料的疲劳性能也有影响,但其影响程度小于沥青品种,集料尺寸较小的沥青混合料试件的疲劳性能更好。本文将两种控制模式下沥青混合料的疲劳寿命和总耗散能在双对数坐标下线性回归,回归精度较高。但是总耗散能并不是一个可计算量,能耗的预测影响因素很多,于是本文之后引入了简单易行的冲击韧性试验方法和技术指标。本文采用静态压力机对小梁试件进行冲击试验,通过荷载-位移曲线计算试件的冲击韧性。结果表明:沥青品种是影响沥青混合料冲击韧性的重要因素,SBS改性沥青混合料试件的冲击韧性远大于70号A级沥青混合料试件的冲击韧性;集料尺寸也是影响冲击韧性的因素之一,但其对冲击韧性的影响程度小于沥青品种对冲击韧性的影响。这一规律和半圆弯曲试验得到的规律相一致。最后本文验证了小梁试件冲击韧性与半圆试件疲劳寿命、总耗散能和初始耗散能的相关性,并分别建立了二者之间的数学关系。结果表明:采用沥青混合料的冲击韧性可以更好地评价应力控制模式下沥青混合料的疲劳性能;另外,冲击韧性试验原理明确,试验设备简单,周期短,是简便、准确的试验评价方法。