HDPE-橡胶粉复合改性沥青应力吸收层混合料疲劳性能

发布时间：2019-08-15 08:01

【摘要】：针对反射裂缝在半刚性基层沥青路面中普遍存在问题,为延缓半刚性基层沥青路面反射裂缝的产生和扩展,本文开展了HDPE-橡胶粉复合改性沥青混合料疲劳性能的研究.在分析了HDPE-橡胶粉复合改性沥青性能对应力吸收层疲劳寿命的影响规律的基础上,通过实体工程的监测开展了HDPE-橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能的研究.结果表明:HDPE-橡胶粉复合改性沥青的性质对沥青混合料疲劳特性具有显著的影响,性能良好的沥青使得混合料具有良好的抗疲劳能力,能有效延缓沥青路面反射裂缝的发生.经过试验路的应用,也证明了HDPE-橡胶粉复合改性沥青混合料作为应力吸收层是沥青路面防止反射裂缝的有效途径之一.
【图文】：

试件尺寸

路面的受力状态进行疲劳试验．此试验方法的特点在于沥青混合料制备比较方便，试件尺寸小，试验周期短，温度、荷载等因素易于控制，便于进行大量试验，可排除其他影响因素得出沥青混合料的疲劳规律［3］．本次试验考虑到我国标准车辙板为300mm×300mm，高50mm，同时缺少大型车辙板碾压成型装置，所以采用三分点加载弯曲试验试件和成型方法．小梁尺寸为50mm×50mm×240mm，根据小梁尺寸设计工具尺寸，两端支点中心间距(小梁的跨径)为210mm分点处加载，中间纯弯段长70mm，具体尺寸见图1所示．!"!!"!"!"#$"图1试件尺寸(mm)试验在MTS(materialtestsystem)－810试验机上进行．试验采用MTS材料试验机控制加载，力传感器精确到1N，位移控制精确到0．001mm，温度采用环境箱进行控制，精确到0．1℃，夹具的2个加载点和反力点都可以夹紧小梁，并且可以自由平移和旋转．在每个荷载作用周期结束时，夹具将试件拉回初始位置，满足小梁试验的基本精度要求．夹具主要分为底座、外框、侧板3个部分，由特制螺栓连接，接头处设计成球座，，能够保证外框自由转动，同时在外框与底座之间能够很好的传递荷载．应变控制荷载模式能够更好的反映沥青混合料在路面中受行车荷载作用的疲劳特性［4］，更接近于路面结构中沥青混合料的应力应变状态，疲劳试验结果更便于应用．因此，本次试验使用应变控制荷载模式进行了疲劳试验，选择小梁加载100次时的劲度模量作为初始劲度，以混合料的劲度下降到初始劲度的一半时作为破坏标准．沥青混合料是一种粘弹性材料，疲劳性能随温度变化，在夏季高温时，疲劳损耗会有很大的恢复．所以不考虑20℃以上的疲劳破坏．根据哈尔滨工业大学研究成果［5］，认为全国各地气温变化较大，对于沥青混合?

波形,加载波形,疲劳寿命

?13～15℃，恰好是北方春融期温度，在此季节路面结构强度有较明显削弱，是路面结构抗疲劳性能的最不利时期．我国“公路沥青路面的设计规范”中容许拉应力指标采用的是15℃的参考值，本次小梁弯曲疲劳试验采用15℃作为试验温度．我国现行的《公路工程技术标准》规定高等级公路计算行车速度范围为60～120km/h，可见选择10Hz作为荷载频率较为合理，本次试验选用10Hz的加载频率．在进行疲劳试验时采用较多的应力或应变波谱是单向作用的矩形波、三角形波和交变的正弦形波，材料疲劳寿命与加载波形之间有一定的关系见图2．本次试验选用的波形为偏正弦波，不设间歇时间．!"#$图2疲劳寿命与加载波形关系2混合料和实验方案的选择为选出最佳HDPE－橡胶粉改性沥青应力吸收层混合料，在4%、5%和6%的HDPE改性沥青中分别掺入5%、10%和15%的40目橡胶粉进行复合掺配［6］，采用湿法进行制备，制成HDPE－橡胶粉复合改性沥青．用于应力吸收层的改性沥青材料一般要求软化点指标≥75℃，5℃延度≥·126·哈尔滨工业大学学报第46卷
【作者单位】：东北林业大学土木工程学院;
【基金】：黑龙江省交通运输厅科技项目(HJK2012—041)
【分类号】：U414

【参考文献】