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沥青混合料低温抗裂性能分析及断裂过程模拟

2021-04-13闫科伟苏鑫朱月风司春棣

广西大学学报(自然科学版) 2021年1期

闫科伟,苏鑫,朱月风*,司春棣

(1.山西水利职业技术学院 道路与桥梁工程系, 山西 运城 044000;2.河北省交通安全与控制重点实验室, 河北 石家庄 050043;3.石家庄铁道大学 交通运输学院, 河北 石家庄 050043)

0 引言

低温缩裂是沥青路面的主要病害之一,严重影响到了沥青路面的正常使用寿命[1-2]。20世纪90年代,美国战略公路研究计划(SHRP)制定了沥青及混合料规范和试验方法,开发了温度开裂预测系统(thermal cracking prediction software)[3],确定了基于低温小梁弯曲试验(BBR)的沥青结合料选择标准。此外,SHRP计划确定了以间接拉伸试验(IDT)为主的确定沥青混合料低温性能的试验方法,现行的AASHTO MEPDG路面设计方法规定了以TCModel和IDT方法确定沥青路面低温性能标准[4]。

近年来,美国多个地区的公路局开展了多项联合研究,以确定沥青混合料低温性能评价方法及可靠的数值分析模型[5-6],代表性的低温性能评价方法如DCT和SCB等断裂试验,引起了较为广泛的关注。在评价沥青混合料低温性能时,通常采用断裂能值的大小来确定,但在研究过程中,不少学者对断裂能提出了质疑,如ZHOU等[7-8]以柔性指数和韧性指数来评价沥青混合料的低温抗裂性能。从目前的研究来看,国内的设计方法往往比较简单,且主要病害面向的是车辙,对低温缩裂现象重视程度不够,而沥青混合料低温开裂是个极为复杂的过程,与结合料类型、集料骨架、混合料体积指标等密切相关[9-10]。

本文引入断裂应变容限值作为DCT试验的评价指标,评价不同因素对沥青混合料低温抗裂性能的影响。……

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