低标号沥青在福建省沥青路面中的应用

为验证低标号硬质沥青在福建省的适用性,对以30#基质沥青为代表的低标号硬质沥青的高温稳定性进行研究。利用APA(Asphalt Pavement Analyzer)车辙试验,对30#低标号沥青混合料,在福建省高速公路上面层与中面层广泛应用的SBS I-D改性沥青混合料,以及最为常见的70#基质沥青混合料的高温稳定性进行对比。为验证APA车辙试验结果的有效性,进行了缩尺加速加载MMLS试验,对3种沥青混合料高温稳定性进行评价与验证。考虑到福建省夏季高温的气候特征,除了规范的标准高温(60℃)试验条件外,还进行了极端高温(70℃)试验条件下的性能评价。APA车辙试验结果表明30#硬质沥青在两种温度条件(60℃,70℃)下的抗车辙能力与SBS I-D改性沥青基本相同。这表明在冬季气候温和的中国南方地区,低温性能相对较差但更加廉价的低标号硬质沥青能够替代SBS改性沥青,应用于抗车辙性能要求较高的沥青路面。缩尺加速加载MMLS试验结果在对30#硬质沥青与SBS I-D改性沥青的高温性能评价方面与APA车辙试验结果保持一致。但对于70#基质沥青的高温稳定性评价,MMLS试验与APA车辙试验的结果有较大差异,表明“钢轮、薄板”的车辙试验对于抗车撤性能较差混合料的评价与实际路面条件下的结果存在差异。

沥青混合料四点弯曲试验疲劳失效准则分析

疲劳病害作为沥青路面常见病害被广泛研究,然而对于应变控制加载下的沥青混合料疲劳失效却缺乏精准的界定。基于损伤力学的疲劳研究方法常将模量衰减50%作为材料失效准则,而能量法利用的累计耗散能同样能较好地表征材料的疲劳损伤。首先,将疲劳加载时模量衰减的第三阶段初始点作为疲劳失效点,并认为与其判定的疲劳寿命相接近的疲劳失效准则为合理的准则;其次,基于疲劳-应变模型对比了5种不同疲劳失效准则下的疲劳寿命拟合优度,根据疲劳失效点的可观察性以及拟合优度进行疲劳失效准则合理性分析;最后,通过比选认为累计耗散能量比能够较好地定位材料的疲劳失效,并将累计耗散能量比变化率偏离稳定期变化率30%作为定量的疲劳失效判定点。