沥青混合料永久变形的三轴重复荷载试验方法

对沥青混合料永久变形的三轴重复荷载试验方法进行了研究,提出了完整的试件制备方法、试验设备要求以及试验的边界条件、温度条件和荷载条件等试验参数.对芯样空隙率与原样试件空隙率的转换关系进行了研究,结果表明:放大原样试件的空隙率,可以保证芯样的空隙率满足要求.对沥青混合料流变数的确定方法进行了研究,提出了采用三次样条插值函数分段拟合永久应变-荷载作用次数的关系曲线,分析了永久应变速率的变化规律,并以此确定了沥青混合料的流变数.重点研究了温度和荷载应力对沥青混合料流变数的影响,确定了最佳试验温度(45℃)和轴向应力(700 kPa).最后,对试验方法的重复性和再现性进行了分析,确认该方法精度高,可以作为沥青混合料抗永久变形能力评判的标准试验方法.

沥青混合料永久变形的三轴重复荷载试验研究

采用半正矢波问歇荷载，进行了4种不同沥青混合料的三轴重复加载永久变形试验。以流动教为评价指标，研究混合料性质（级配组成、沥青用量和空隙率）、试验温度和应力水平对混合料高温性能的影响，对永久应变与荷载作用次数的关系进行非线性回归分析，提出了能够全面反映重复荷载下沥青混合料的永久变形特性的模型。结果表明：AC16流动数最高，AC13C次之，而AC20和AC13F流动数相对较小；沥青用量增加0．5％，流动教下降20％～30％；空隙率从4％增加到7％，流动数下降50％左右，应力水平越大，温度越高，流动数越小，而降低幅度也减小；在极端高温和重裁下，不同沥青混合料的流动数较小，其变化幅度不大，不足以明显区分混合料的高温性能.

沥青混合料永久变形的三轴重复荷载试验研究

对沥青混合料永久变形的三轴重复荷载试验方法进行了研究,提出了完整的试件制备方法、试验的边界条件、温度条件和荷载条件等试验参数;并对3种沥青混合料在不同应力和温度条件下了进行重复加载动三轴试验,得到了永久变形的关系曲线以及流动数,分析了沥青用量、温度、偏应力等对沥青混合料永久变形的影响。

三轴重复荷载作用下AC-13沥青混合料永久变形试验分析

采用半正弦波间歇荷载,使用MTS(Material Test Systerm)材料试验机对AC-13沥青混合料进行三轴重复荷载蠕变试验,研究试验温度和应力水平对沥青混合料永久变形特性的影响,得到了AC-13沥青混合料在不同温度和不同应力水平下的永久变形规律,对永久应变与荷载作用次数、应力水平和温度的关系进行非线性回归分析,提出来能够全面反映沥青混合料永久变形特性的模型,并绘制了不同温度下的三维图形,直观全面地反映沥青混合料变形的特性。

重复荷载作用下沥青混合料的永久变形

对Burgers模型中串联粘壶进行了改进,并将改进模型看成是由三单元VanDerPoel模型与改进粘壶串联组成.采用半正弦波间歇荷载模拟路面受到的车辆荷载,推导了重复荷载作用下沥青混合料永久变形的力学模型.进行了三轴重复荷载永久变形试验,验证了模型的准确性,研究了永久变形的变化规律.试验结果表明:该模型能够全面反映重复荷载作用下沥青混合料三阶段永久变形特性;温度越高、应力越大,混合料的永久变形越大,流变数越小.而残余粘弹性变形随着荷载作用次数趋向于定值,其占永久变形的比例逐渐减小;应力越大、温度越高、间歇时间越短,残余粘弹性应变定值越大.随着荷载间歇时间的增长,残余粘弹性应变占永久应变的比例先迅速衰减,而后逐渐变缓;温度越高、荷载越大,应该设计更长的荷载间歇时间以便粘弹性变形的恢复.

重复荷载作用下浇注式沥青混合料黏弹特性

对浇注式沥青混合料进行了3种温度和3种荷载水平下的三轴重复荷载试验,利用Burgers模型推导了浇注式沥青混合料在重复荷载作用下的总应变公式.对理论应变公式和实验数据进行非线性拟合得到了浇注式沥青混合料在3种温度下的黏弹性参数,并分析了浇注式沥青混合料的永久变形和黏弹性变形的发展特性.研究结果表明:在半正弦重复荷载作用下,浇注式沥青混合料的变形规律与Burgers模型变形公式吻合较好,其永久变形随荷载作用呈线性增长,黏弹性变形先增长后趋于稳定,永久变形比例逐步上升;流动黏度随温度上升而迅速下降,延迟时间随温度上升而增加.

沥青混合料在重复荷载作用下的黏弹性变形

为了研究沥青混合料在不同温度、不同应力下黏弹性变形响应,提出了基于三轴重复荷载试验评价沥青混合料抗车辙能力的方法,并对沥青路面车辙发展规律进行了分析。采用半正弦波荷载来模拟路面实际车辆荷载,基于黏弹性五单元八参数模型,推导了能够适用于三轴重复荷载试验的力学模型。结合三轴重复荷载试验的试验结果,利用Origin 8.5软件,对三轴重复荷载试验数据进行拟合,得到了相应的黏弹性参数。对比计算流动数和实测流动数,分析沥青混合料黏弹性变形特性。研究结果表明,温度越高、应力越大,混合料黏弹性变形越大,流变性越小;重复荷载作用下沥青混合料永久变形黏弹性力学模型参数拟合相关系数达到95%以上,表明该模型可以有效地反映沥青混合料黏弹性变形特性。

沥青混合料重复加载蠕变试验研究

文章针对沥青混合料高温蠕变特性,选择沥青路面常用的四种沥青混合料类型,LSPM-30、AC-20、AC-25及SMA-13,在同一温度下进行重复加载蠕变试验研究。通过三轴重复加载蠕变试验研究其力学特性规律,根据试验结果区分不同类型的沥青混合料之间的性能差异,以便更好地了解沥青混合料的力学特性,旨在为路面结构的设计提供可靠的数据支持,以及更有价值的信息。

重复荷载作用下粘性路基土的永久变形预估

利用室内重复荷载三轴试验,研究了在含水量、压实度和偏应力影响下粘性路基土的永久变形特性,并以Tseng-Lytton路基土永久变形预估模型形式为基础,对Tseng-Lytton模型进行了改进和标定,建立了粘性路基土的永久变形预估模型;最后利用分层应变总和法,并结合一个典型粒料柔性基层沥青路面结构实例,计算了路基土的永久变形量.

重复荷载作用下粉土永久变形预估模型

利用万能材料试验系统,在不同含水量、压实度和偏应力等影响因素下,对粉土进行了重复荷载三轴试验;同时根据永久变形试验结果和Tseng-Lytton永久变形预估模型形式,对Tseng-Lytton模型进行了改进和标定,建立了含水量与回弹模量双重因素影响下的粉土永久变形预估模型。可信度分析结果表明,所建立的模型可用于粉土的永久变形预估,但所建立的预估模型有必要在以后的工作中根据现场实际情况提出合理的修正系数。

高温重载下沥青混合料变形特性三轴重复荷载蠕变试验研究

为评价高温和重载对沥青混合料变形特性的影响,对AC-20级配的沥青混合料进行三轴重复荷载蠕变试验研究。结果表明:沥青混合料的变形随温度或应力水平的增大而迅速增大,且高温和重载同时作用会相互促进变形的发展;指标流变次数FN和斜率b均可以较好地反映沥青混合料的高温性能,但是对于高温重载同时作用情况,斜率b或许更合适;指标截距a和永久应变pε不适于评价沥青混合料的高温性能。

南方湿热地区路基红黏土Shakedown临界应力水平试验研究

根据南方湿热地区气候特点和10条典型高速公路路基受力计算,制定路基红黏土的重复荷载动三轴试验方案;研究不同压实度、含水率、轴向应力水平、循环加载次数等条件下路基红黏土的塑性力学行为,并结合Shakedown概念,界定循环动荷载作用下红黏土的Shakedown临界应力水平。研究结果表明:压实度对红黏土临界应力水平影响较小,含水率对其影响显著,最佳含水率Com及110%Com,120%Com和130%Com对应的临界应力水平分别为70%,70%,60%和40%,据此可绘制南方湿热地区路基红黏土Shakedown临界应力包络线;设计时,应以施工含水率对应的临界应力水平作为路基受力的控制上限,从而保证路基的变形稳定和耐久性。

三轴重复荷载作用下沥青混凝土永久变形性能研究

利用CRT NU-14气动伺服材料试验仪对AC-13、AC-16及AC-20等3种沥青混凝土材料进行三轴重复荷载蠕变试验,研究不同试验温度和不同应力水平下沥青混合料永久变形变化规律;在流变学理论基础上推导了基于修正Burgers模型的重复间歇荷载作用下沥青混合料力学模型,并通过数据非线性拟合建立了不同温度条件下的材料永久变形与荷载作用次数以及温度的预估公式。研究结果表明:三轴重复荷载试验环境中,材料永久变形呈现明显三阶段变化规律;偏应力水平及温度升高均会导致材料变形发展速率的增大;高温短时间与低温长时间的永久变形等效性证明了三轴动态重复加载试验作为评价沥青混合料高温流动变形特性的试验方法是合适的;"永久变形-作用次数-应力"三维曲面具有较好的精度,能直观全面反映沥青混凝土材料高温变形特性。

高模量沥青混合料抗剪性能试验研究

针对沥青混凝土路面的车辙问题,通过马歇尔试验、车辙试验和三轴重复荷载蠕变试验,对比研究了SAC20级配的采用硬质沥青A-30、普通重交沥青A-70及SBS改性沥青3种不同沥青的沥青混合料高温稳定性,分析了沥青类型对沥青混合料抗车辙能力的影响.试验结果表明,采用硬质沥青A-30的沥青混合料具有良好的抗车辙能力.

再生混凝土骨料中再生沥青含量对其永久变形性能的影响研究

面对土地资源有限的问题,从建筑和拆除废物中提取再生混凝土骨料(RCA)在全球范围内获得广泛关注。因此,寻找RCA的可替代应用成为关键。在路面基层和底基层使用RCA是一种可行的方案。在机械路面设计中,车辙(永久性变形)被视为路面的主要失效模式。车辙是由反复车辆荷载引起的路面层永久变形的累积。在国内,公认的再生沥青路面(RAP)在RCA中的比例最高不超过20%,因此探讨RAP对RCA永久变形性能的影响至关重要。文章通过一系列重复荷载三轴试验,研究了混入不同比例RAP的RCA的永久变形和弹性模量特性。通过测量垂直变形和弹性模量值,确定了RCA在标准压力和荷载条件下对循环荷载的响应。

SMA-13沥青混合料的永久变形研究

针对SMA-13沥青混合料在高温地区的永久变形问题,采用旋转压实成型(SGC)试件,使用COOPER公司CRT-NU14材料试验机对试件进行三轴重复荷载蠕变试验,研究温度和偏应力对SMA-13沥青混合料重复荷载下蠕变性能的影响,在蠕变试验数据基础上利用1stopt软件基于修正Burgers模型拟合出SMA-13永久变形预估模型,并采用Origin绘制不同温度下SMA-13沥青混合料的"温度-偏应力-作用次数"三维曲面。

高掺量胶粉/SBS复合改性沥青混合料永久变形预估模型

选用HDPE和TOR两种改性剂制备胶粉掺量20%和25%的胶粉/SBS改性沥青混合料,并与SBS改性沥青混合料对比分析技术性能。通过三轴重复荷载动态蠕变试验,研究3种胶粉/SBS改性沥青混合料的永久变形规律;基于修正Burgers模型构建重复荷载作用下胶粉/SBS改性沥青混合料永久变形预估模型。研究结果表明:高掺量胶粉/SBS改性沥青混合料的制备是可行的,其路用性能满足规范要求;不同胶粉掺量的胶粉/SBS改性沥青混合料具有基本一致的永久变形规律。胶粉的掺入有利于提高沥青混合料抗永久变形性能,但胶粉掺量过大,容易增大沥青的黏度,不利于施工;胶粉/SBS改性沥青混合料永久变形预估模型,拟合效果良好,相关性系数均大于0.98。构建全温域条件下基于叠加原理的沥青路面永久变形预估模型,为胶粉/SBS改性沥青混合料永久变形预估模型的应用提供思路。

高温和重载对DCLR改性沥青混合料抗变形能力的影响

为了评价煤直接液化残渣(DCLR)和复合DCLR改性沥青混合料在高温和重载下的抗变形能力,对级配为AC-20的2种沥青混合料进行多温度(50℃、60℃、70℃)、多荷载(0.7、0.8、0.9、1.0 MPa)条件下的三轴重复荷载试验,并对试验数据进行非线性拟合,提出了能够在高温和重载条件下评价2种沥青混合料抗变形能力的指标,并利用方差分析法研究了温度和荷载对沥青混合料抗变形能力的显著性影响。研究结果表明:2种沥青混合料的永久变形随温度和荷载的增大而增大,流动数、非线性拟合指数分别与温度和荷载呈负相关与正相关,说明流动数和非线性拟合指数均能反映沥青混合料的抗变形能力,但2种沥青混合料的流动数的三维曲面在温度为65℃～70℃和荷载为1.0 MPa处有交叉,说明流动数在高温和重载条件下不能有效区分DCLR和复合DCLR改性沥青混合料的抗变形能力;在0.05显著性水平下,2种沥青混合料的抗变形能力对温度的敏感性均高于荷载,因此,温度为影响2种沥青混合料抗变形能力的主要因素,荷载为次要因素;温度和荷载的非线性拟合指数、流动数分别在0.013和0.113显著性水平下对2种沥青混合料的抗变形能力有显著性影响,因此,在试验温度和荷载范围内非线性拟合指数比流动数更适合作为评价DCLR与复合DCLR改性沥青混合料抗变形能力的指标。

粒料基层设计指标和控制模型研究

为提出控制粒料基层永久变形的设计指标并建立控制模型,采用两种级配碎石,3种围压和不同应力比为试验加载条件,利用重复荷载三轴试验和安定理论,研究了粒料的永久变形安定特性。为了克服试验加载次数的限制,对试验结果进行了统计回归和曲线拟合。根据拟合结果,利用试验曲线外延的方法,分析了粒料永久变形处于不同安定状态下的安定极限荷载,提出了在A区(塑性安定状态)内建立控制粒料基层永久变形设计模型的原则。利用分层应变总和法和美国力学经验法路面设计指南目前所采用的粒料层永久变形预估模型,计算了典型沥青路面结构的粒料基层永久变形,确定了粒料基层永久变形量和永久应变临界值标准,在此基础上提出了控制粒料基层永久变形的应力比设计指标,初步建立了基于室内试验的应力比与荷载作用次数回归公式的控制模型。