沥青混合料永久变形的三轴重复荷载试验研究

采用半正矢波间歇荷载,进行了4种不同沥青混合料的三轴重复加载永久变形试验.以流动数为评价指标,研究混合料性质(级配组成、沥青用量和空隙率)、试验温度和应力水平对混合料高温性能的影响,对永久应变与荷我作用次数的关系进行非线性回归分析,提出了能够全面反映重复荷载下沥青混合料的永久变形特性的模型.结果表明:AC16流动数最高,AC13C次之,而AC20和AC13F流动数相对较小;沥青用量增加0.5%,流动数下降20%～30%;空隙率从4%增加到7%,流动数下降50%左右,应力水平越大,温度越高,流动数越小,而降低幅度也减小;在极端高温和重载下,不同沥青混合料的流动数较小,其变化幅度不大,不足以明显区分混合料的高温性能.     

沥青混合料永久变形特性简单性能试验的初步验证

Superpave的沥青混合料体积设计方法是一种经验法，其中没有涉及任何力学性能指标。为了提高体积设计方法的水平，美国联邦公路局开始了一项称之为“简单性能试验”的研究。该项研究对评价沥青混合料永久变形特性推荐了3种简单性能试验，即动态模量试验、蠕变试验和重复加载试验。本文应用已知其路用性能的沥青混合料对动态模量试验和重复加载永久变形试验以及其相应的指标进行了初步验证，供研究人员参考。     

三轴重复荷载作用下沥青混凝土永久变形性能研究

利用CRT NU-14气动伺服材料试验仪对AC-13、AC-16及AC-20等3种沥青混凝土材料进行三轴重复荷载蠕变试验,研究不同试验温度和不同应力水平下沥青混合料永久变形变化规律;在流变学理论基础上推导了基于修正Burgers模型的重复间歇荷载作用下沥青混合料力学模型,并通过数据非线性拟合建立了不同温度条件下的材料永久变形与荷载作用次数以及温度的预估公式。研究结果表明：三轴重复荷载试验环境中,材料永久变形呈现明显三阶段变化规律;偏应力水平及温度升高均会导致材料变形发展速率的增大;高温短时间与低温长时间的永久变形等效性证明了三轴动态重复加载试验作为评价沥青混合料高温流动变形特性的试验方法是合适的;＂永久变形-作用次数-应力＂三维曲面具有较好的精度,能直观全面反映沥青混凝土材料高温变形特性。     

灰色预测方法在沥青混合料永久变形研究中的应用

通过高温下沥青混合料蠕变试验发现,加载30min时滞后弹性变形基本完成,可以近似认为其后发生的变形为粘性变形,从而利用灰色预测模型,对加载过程中30min至60min的变形数据进行逆向拟合,得到整个加载过程中的永久变形方程。然后利用坐标变换,得到了时间序列下沥青混合料的永久变形规律。相比于常规的数据拟合方法,由于采用了加载后段的数据进行拟合,避免了开始加载过程中虚假变形的影响,使得拟合的结果更加准确。     

SMA-13沥青混合料的永久变形研究

针对SMA-13沥青混合料在高温地区的永久变形问题,采用旋转压实成型(SGC)试件,使用COOPER公司CRT-NU14材料试验机对试件进行三轴重复荷载蠕变试验,研究温度和偏应力对SMA-13沥青混合料重复荷载下蠕变性能的影响,在蠕变试验数据基础上利用1stopt软件基于修正Burgers模型拟合出SMA-13永久变形预估模型,并采用Origin绘制不同温度下SMA-13沥青混合料的"温度-偏应力-作用次数"三维曲面。     

高温重载下沥青混合料变形特性三轴重复荷载蠕变试验研究

为评价高温和重载对沥青混合料变形特性的影响,对AC-20级配的沥青混合料进行三轴重复荷载蠕变试验研究。结果表明:沥青混合料的变形随温度或应力水平的增大而迅速增大,且高温和重载同时作用会相互促进变形的发展;指标流变次数FN和斜率b均可以较好地反映沥青混合料的高温性能,但是对于高温重载同时作用情况,斜率b或许更合适;指标截距a和永久应变pε不适于评价沥青混合料的高温性能。     

重复荷载下沥青混合料永久变形的粘弹性力学模型

基于修正Burgers模型推导了适用于重复荷载下沥青混合料永久变形规律的粘弹性力学模型,并利用该模型对AC20和SMA13沥青混合料三轴重复荷载永久变形试验结果进行了回归,获得了模型的参数,并对沥青混合料进行了永久变形规律的分析。研究结果表明,沥青混合料在荷载重复作用下,会出现迁移期、稳定期和破坏期3阶段变形规律;模型参数均随温度的升高而降低,但与偏应力水平无关;较高温度和应力均是导致较大永久变形的主要因素。推导出的粘弹性力学模型可以较准确地描述重复荷载下沥青混合料的永久变形规律,可以用于重复荷载下沥青混凝土永久变形的力学计算与分析。     

基于多级加载蠕变试验的沥青混合料变形特性研究

沥青路面的永久变形是路面结构层在荷载作用下塑性变形的积累.采用旋转压实仪GC减小沥青混合料试件制作过程中的变异性,在此基础上以MTS810型液压伺服务系统分五级进行单轴压缩蠕变试验,研究重复荷载作用下沥青混合料的变形特性.从能量的角度分析了沥青混合料的永久变形内在机理,探讨了受压状态下耗散能与混合料不可恢复变形间的联系,分析了室温下荷载作用时间对沥青混合料应力与应变关系的影响.     

乳化沥青冷再生混合料永久变形特性研究

为研究材料组成变化对乳化沥青冷再生混合料永久变形特性的影响,在40℃试验温度下改变乳化沥青和水泥掺量,对乳化冷再生混合料进行动态单轴蠕变试验。结果显示,掺入适量水泥可提高混合料早期抗车辙性能和劲度模量,改善混合料的弹性恢复性能;乳化沥青用量增加使混合料抗变形能力和劲度模量下降,其用量超过4%时抗变形能力下降速率增大,存在令残留变形率最低的最佳乳化沥青用量;水泥可提高混合料的永久变形性能,但提高效果受水化反应程度影响,考虑混合料和易性、抗裂性、经济性等,水泥用量不宜过大;过大的乳化沥青用量对混合料永久变形性能有不利影响,工程应用中乳化沥青用量宜等于或略小于最佳沥青用量。     

重复荷载下沥青混合料变形的数值模拟

采用加载0.1 s、卸载0.9 s的半正弦波间歇荷载模拟路面实际的车辆荷载,利用线性Drucker-Prager蠕变模型对重复荷载下AC-13C基质、改性沥青混合料的变形进行黏弹塑性数值模拟,预测得到的变形与实测变形相比非常一致。沥青混合料的蠕变应变随着时间的增长而增大,初期增长率大而后期增长率小。在沥青混合料未屈服时,蠕变应变就是沥青混合料的永久应变;当沥青混合料发生屈服,产生了不随时间变化的塑性应变,此时蠕变应变加上塑性应变即为沥青混合料的永久应变。结果表明线性Drucker-Prager蠕变模型可以预测重复荷载作用下沥青混合料的变形,可用于移动荷载下沥青混凝土路面结构的力学响应分析。     

沥青混合料加速加载试验车辙隆起变形的研究

通过对AC型沥青混合料进行加速加载试验,探究混合料公称最大粒径、温度、荷载条件的变化对沥青混合料路面隆起变形的影响以及隆起变形占总车辙变形的比例。结果表明,用车辙变形面积来评价车辙隆起变形与采用车辙深度来评价车辙隆起变形具有较好的一致性;不同大小的荷载作用下隆起变形的程度受温度的影响显著,高温会导致车辙隆起变形迅速变大;隆起比例只与最终车辙变形总量有关,隆起比例最终值为0．6。     

恒高度重复剪切试验评价沥青混合料的高温性能

运用美国公路战略研究计划(SHRP)中的恒高度重复剪切试验考察了沥青混合料高温永久变形过程;通过剪切试验,分析了影响沥青混合料高温性能的因素.     

沥青混合料永久变形评价指标

通过比较分析沥青混合料永久变形各种试验方法和评价指标的优缺点,指出目前用动稳定度评价指标的不足之处。基于压实理论分析,提出一种全新的评价指标———综合稳定指数,利用现有的车辙试验设备,给出了综合稳定指数的具体计算公式。该指标综合考虑了压实过渡期和压实稳定期的变形,能更好地评价沥青混合料的高温稳定性。通过分析综合稳定指数与力学指标劲度模量之间的相关性,建立了两者之间的关系模型,验证了综合稳定指数的合理性。     

乳化沥青稳定基层永久变形特性的分析

国内高等级公路路面结构过于单一，有必要探讨新型基层结构型式。本文介绍乳化沥青稳定基层的概念及其强度形成特性，并在此基础上分析乳化沥青稳定基层混合料的变形特性及对路面永久变形的影响。     

三种沥青混合料高温稳定性试验研究

分析总结了几种评价沥青混合料高温稳定性能的试验方法,并比较其特点,推荐车辙试验作为评价沥青混合料高温稳定性的试验方法。结合南方某高速公路路面结构形式,对AC-13、AC-20和AC-25三种级配沥青混合料进行了高温车辙试验,并分析了不同厚度与动稳定度及永久变形的相互关系。     

沥青混合料蠕变试验研究

提高混合料高温稳定性是增强沥青路面抗车辙性能的有效技术措施.采用马歇尔试验和SGC旋转压实试验设计沥青混合料配合比并进行高温蠕变试验,试验结果表明,蠕变劲度可客观地反映沥青混合料高温稳定性,沥青混合料高温稳定性与混合料类型和沥青用量关系密切.     

基于重复压剪加载试验沥青混合料高温性能研究

为研究沥青混合料的高温抗永久变形性能,分别采用AMPT流变次数试验及EN标准系列中的车辙敏感性试验对20^#沥青混合料HMAC-20、SBS改性沥青混合料AC-20、橡胶改性沥青混合料ARHM-20及70^#沥青混合料AC-25四种沥青混合料进行了试验及评价。结果表明：1)流变次数、流变次数对应的累积永久应变、车辙变形率均可作为沥青混合料高温性能评价指标;2)流变次数试验稳定阶段的应变增长率不大于8με时,20^#沥青混合料高温性能良好;3)高模量沥青混合料的高温性能优于SBS改性沥青混合料。     

乳化沥青稳定基层的永久变形特性分析

由于国内高等级公路路面结构过于单一,有必要探讨新型基层结构形式;介绍了乳化沥青稳定基层的概念及强度形成特性,并在此基础上具体分析了乳化沥青稳定基层混合料的变形特性及对路面永久变形的影响.     

沥青混合料高温稳定性的车辙试验研究

对几种不同级配的沥青混合料进行了高温车辙试验 ,并根据实验结果作出了对比分析 ,发现采用这几种级配及改性沥青的混合料都满足动稳定度要求 ,而只有结合永久变形才可以比较出最佳方案 ,建议在车辙试验的评价指标中引入永久变形指标     

沥青碎石混合料永久变形评价方法的研究

在综述沥青混合料高温稳定性各种评价方法的基础上,对强度主要来源于内摩阻力的嵌挤骨架类沥青碎石混合料,本文采用具有侧限、能反映材料3向受力状态的动载压入法进行研究。该方法可直接测出不同荷载下的永久变形,反映出不同压实工艺、级配对材料永久变形的影响。试验结果说明该方法具有灵敏性和有效性,但受力图式受刚性侧限的限制,宜通过数据处理和选用或改善侧限方法改进之。