瀝青及瀝青混合料旋轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)方法研究.pdf

1、瀝青混合料高溫穩(wěn)定性及抗剪強(qiáng)度不足是瀝青路面存在的擁包、車轍等破損現(xiàn)象的根本原因。多年來，國內(nèi)外針對(duì)瀝青及瀝青混合料抗剪性能試驗(yàn)設(shè)備與試驗(yàn)方法進(jìn)行了廣泛研究。目前，動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)(DSR)、Superpave剪切試驗(yàn)(SST)是用于測(cè)定瀝青及瀝青混合料動(dòng)態(tài)特性并用于高溫穩(wěn)定性能評(píng)價(jià)的典型方法，但由于DSR功能單一、SST價(jià)格昂貴等原因而缺乏普及實(shí)用性。
　　論文基于微型電機(jī)、變頻器、扭矩傳感器、位移傳感器及溫度傳感器等硬件和自行

2、開發(fā)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件，設(shè)計(jì)并組裝了具有良好經(jīng)濟(jì)實(shí)用性、采用旋轉(zhuǎn)加載方式、適用于瀝青及瀝青混合料、具有靜態(tài)及動(dòng)態(tài)剪切性能測(cè)定的系列試驗(yàn)裝置，可進(jìn)行靜態(tài)破壞性能試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)黏彈性特性試驗(yàn)、振蕩（疲勞）破壞性能試驗(yàn)、蠕變及重復(fù)蠕變回復(fù)性能試驗(yàn)、應(yīng)力松弛及循環(huán)加載試驗(yàn)。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件可完成試驗(yàn)進(jìn)程自動(dòng)控制，具有應(yīng)變控制方式的正弦、余弦、三角形等動(dòng)態(tài)函數(shù)加載功能，可完成試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理和圖表自動(dòng)繪制。
　　為檢驗(yàn)試驗(yàn)裝置的運(yùn)行

3、穩(wěn)定性和試驗(yàn)方法的可行性，論文基于25組共470余個(gè)試件進(jìn)行了瀝青旋轉(zhuǎn)剪切破壞性能試驗(yàn)研究，基于17組共150余個(gè)試件進(jìn)行了振蕩破壞性能試驗(yàn)，并考慮剪切加載速率(0.1～2.0 rad/s)、試驗(yàn)溫度(-6～40℃)、瀝青類型（普通AH90、橡膠瀝青及SBS改性瀝青）、瀝青厚度(0.5～3.5mm)、試件直徑(30mm、21mm)等因素的影響。在室溫20℃條件下，基于93個(gè)方形截面、AC13瀝青混合料進(jìn)行了瀝青混合料旋轉(zhuǎn)剪切破壞性能試驗(yàn)

4、，重點(diǎn)考慮旋轉(zhuǎn)剪切加載速率因素的影響。在室溫20℃條件下進(jìn)行了不同應(yīng)力水平的瀝青旋轉(zhuǎn)剪切蠕變性能試驗(yàn)和應(yīng)力松弛性能試驗(yàn)，并重點(diǎn)針對(duì)3種瀝青類型、4種應(yīng)力水平進(jìn)行了重復(fù)蠕變回復(fù)試驗(yàn)，研究瀝青試件的黏彈塑性變形及變形回復(fù)性能。
　　試驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)果表明:(1)旋轉(zhuǎn)剪切破壞性能試驗(yàn)、振蕩破壞性能試驗(yàn)、蠕變及重復(fù)蠕變性能試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定、試驗(yàn)方法切實(shí)可行，與DSR相比具有較好的經(jīng)濟(jì)性和寬廣的適用范圍;(2)應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置在“持荷”階段

5、不能完全限制旋轉(zhuǎn)軸的同向旋轉(zhuǎn)位移，試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性受到一定影響，但對(duì)于應(yīng)力松弛循環(huán)加載試驗(yàn)，當(dāng)持荷時(shí)間極短時(shí)可忽略該影響。
　　基于論文試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)研究結(jié)果，可得出以下結(jié)論:(1)瀝青試件的旋轉(zhuǎn)剪切破壞存在瀝青屈服、瀝青脆性、純黏結(jié)界面破壞、黏結(jié)界面破壞同時(shí)瀝青脆裂等類型;加載速率、試驗(yàn)溫度、瀝青類型等對(duì)瀝青試件的破壞形態(tài)、破壞剪應(yīng)力、剪切變形模量、破壞加載時(shí)間等有明顯影響;(2)振蕩破壞過程中，復(fù)數(shù)剪切模量呈明顯曲線下降趨勢(shì)，