重慶改性瀝青混合料低溫抗裂性

時間：2022-05-20

眾所周知，瀝青混合料在常溫時是一種粘彈性材料，隨著溫度的升高，表現(xiàn)出具有塑性的性質，但是在低溫時表現(xiàn)出類似于準脆性材料的性質。
開裂作為瀝青路面較為常見的病害之一，根據(jù)引起其的外部因素，路面的裂縫可以分為溫縮裂縫和荷載裂縫，其中又以溫縮裂縫危害較為常見與嚴重。低溫裂縫的產生，在早期并不影響道路的使用，但是裂縫的產生通常會引起諸如：路面坑槽、路基不均勻沉降等諸多的道路工程病害，我國北方地區(qū)冬季氣候寒冷，該地區(qū)瀝青路面在經過一個冬季之后，往往在路表出現(xiàn)按一定間距分布的橫向裂縫。這一現(xiàn)象在許多冬季寒冷的國家，如美國、加拿大、西歐等國家，也是很普遍的現(xiàn)象。除此之外，當裂縫貫穿于整個面層，外部雨水就會滲入基層和路基之中，降低道路的整體強度，進而使道路發(fā)生破壞，無法使用。有文獻記載：廣深高速公路廣州段在交付使用兩個冬天就出現(xiàn)裂縫，北京機場路在*三個冬天路面裂縫較大寬度已達到2mm，沈大高速公路沈鞍段典型路段裂縫平均間距為50m，中國*高速公路滬嘉高速裂縫平均間距98m，裂縫寬度為2-10mm。所以對于瀝青混合料材料在低溫環(huán)境中的斷裂性能的評價是十分必要的。
在斷裂力學中，評價材料抗裂性能較直接的指標就是斷裂韌性以及抗拉強度，基于傳統(tǒng)的連續(xù)力學理論，對瀝青混合料在低溫環(huán)境抗裂性能進行評價時，大都將瀝青混合料假定為均質連續(xù)的介質，忽略大量原始裂縫、缺陷和瀝青混凝土的多相特征，在現(xiàn)在的計算瀝青混合料材料在低溫環(huán)境中斷裂性能的方法中，較常用的就是基于線彈性斷裂力學，利用帶有預制裂縫的三點彎曲瀝青混合料小梁來計算低溫下瀝青混合料小梁的斷裂韌性與抗拉強度，但是，此方法存在著以下弊端與不足：
(1)瀝青混合料小梁由整塊車轍板切割而來，而后對于每根小梁進行切口，但是瀝青混合料小梁的尺寸過小，在小梁內存在著大骨料顆粒，需要使用專門的切割機進行切割，使用普通切割機切割瀝青混合料小梁過程中易使其碎裂。
(2)傳統(tǒng)制作瀝青混合料小梁時，無論需要多少根，都要澆滿整個模具，這樣會造成瀝青混合料較大的浪費。
(3)在現(xiàn)行規(guī)范中沒有一套成熟的設備與成熟的理論標準去測量瀝青混合料在低溫條件下的抗裂性能，例如，在低溫環(huán)境中瀝青混合料的斷裂韌性，大都采用簡化的線彈性斷裂力學公式，但是，瀝青混合料小梁的高度和厚度和骨料的尺寸相比，遠遠達不到可以將其簡化為均質、無損傷的目的，不滿足線彈性斷裂力學基本假設，使用其計算低溫下瀝青混合料小梁的斷裂韌性結果具有明顯的尺寸效應，即尺寸不同的瀝青混合料小梁在低溫環(huán)境下，由線彈性斷裂力學計算出的結果會存在明顯差異。
(4)瀝青混合料小梁單軸抗拉強度難以測量，對瀝青混合料小梁進行單軸拉伸試
驗對于拉伸設備、試件制作質量要求很高，且也很具有很強的尺寸效應問題，往往測不出準確的低溫下瀝青混合料材料的單軸抗拉強度。

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