基于半圆弯曲试验的沥青混凝土低温性能指标研究

低温抗裂性能是沥青路面最重要的路用性能之一,沥青路面材料抗裂设计需要选择合适的指标表征并量化沥青混凝土低温抗裂性能。基于断裂力学理论,采用沥青混凝土半圆弯曲试验,研究5个抗裂性能指标:应力强度因子、J积分、断裂能、柔性指数和抗裂指数以及5个指标对沥青混凝土低温抗裂性能的评价效果。对比分析这5个指标的特点,并使用统计方法分析指标的评价效果。试验结果显示:−24℃时的柔性指数值均为0;在−24℃时不同类型的沥青混凝土断裂能的变化范围为256.6~523.5 J/m^(2),而J积分的变化范围为32~−466.8 J/m^(2),断裂能的变化范围约为J积分变化范围的50%。统计结果显示:各个断裂指标的变异系数普遍高于10%;各指标−24℃时的变异系数低于0℃时的变异系数;加载速率对各个断裂指标变异性并没有明显影响;公称最大粒径为25 mm的沥青混凝土呈现出比9.5 mm的沥青混凝土更高的变异性。研究结果表明:J积分能够更好地区分具有不同特征的沥青混凝土;应力强度因子、柔性指数和抗裂指数对加载速率的敏感性高于断裂能和J积分;试验温度对5个沥青混凝土低温抗裂性能评价指标存在显著影响;柔性指数的变异性高于其他4个指标。