不同温度环境下路面沥青混凝土弯曲力学特性试验研究.pdf
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1、 年 第 期(总第 期)黑龙江交通科技 .(.)道路工程不同温度环境下路面沥青混凝土弯曲力学特性试验研究查志英(扬州天达建设集团有限公司江苏 扬州)摘 要:为研究保定快速公路沥青混凝土在高、低温作用下弯曲力学特性影响变化采用三点弯曲试验方法开展了不同高、低温物理作用影响下油石比力学试验 试验表明油石比超过 后沥青混凝土抗弯应力受之影响增大控制油石比不超过更利于配合比设计 不论油石比如何变化沥青混凝土均具有一定残余弯曲应力 高温作用下沥青混凝土抗弯应力最高为 在低于与超过该温度时抗弯应力分别为递增、递减变化同时高温热作用愈强沥青混凝土延塑性变形为主导愈明显 低温冻结力影响下沥青混凝土在 后抗弯应
2、力增幅减小温度过低并不会对试样抗弯应力产生更显著效果因此路面沥青混凝土应控制在低温 与高温 之间应用确保其抗弯能力最强关键词:温度沥青混凝土力学三点弯曲中图分类号:.文献标识码:文章编号:()(.):.().:收稿日期:作者简介:查志英()女江苏常州人本科工程师主要从事道路与桥梁工作 引 言沥青混凝土作为一种混凝土衍生类工程材料具有良好耐久性、力学稳定性及工程适配性探讨沥青混凝土材料力学特征有助于推动该类型材料设计、应用水平 沥青混凝土力学特征包括不同状态下压缩、拉伸及弯曲等力学水平其中弯曲力学特征是混凝土工程需要关注的重点 常海波、李富盈为研究沥青混凝土的压缩力学特征设计了室内力学加载试验从
3、室内沥青混凝土试样的宏观力学特征表现探讨其压缩力学水平受配合比、冻融或干湿物理环境的影响 王亮总第 期黑龙江交通科技第 期等、马翔等借助离散元仿真计算方法分析了沥青混凝土的基础力学特征从颗粒流模型细观破坏特征分析沥青混凝土提升力学水平的实际要点高、低温物理场作用下沥青混凝土的力学特征将会受影响韩群柱等、王静雯探讨了温度物理场耦合下压缩、拉伸力学特征变化探讨了温度物理场对沥青混凝土力学水平影响丰富了该材料在复杂工程环境下设计、应用参考成果 针对保定快速干线工程沥青混凝土不同温度下弯曲力学特征设计开展了高、低温物理环境耦合下的三点弯曲力学试验从试验结果分析评价沥青混凝土弯曲力学影响特性 试验方法.
4、试验背景为快速提升保定主城区交通基础设施建设水平计划沿着环城水系修建快速公路全长 按照级公路建设全路面均铺设沥青混凝土材料计划投入运营后可缩短保定北部徐水、满城与南部清苑通行时间构建起环城保定大交通圈并与涿州等环京津地区建立起完善的交通协同发展示范有助于加快京雄保一体化发展 全干线规划线路有三丰路与北二环的快速公路连接载体当前正进行的东二环高架枢纽全路面铺设沥青混凝土长度.包括有多座立交桥交通枢纽如东二环与东风路立交枢纽采用斜拉桥截面体型 而在东二环与三丰路交口处横跨府河建设悬索桥桥面高度为.按照间距 的方式设置箱涵设施悬索点总跨度为 设计桥面最大位移量不超过 同样采用同类型沥青混凝土材料铺设
5、桥面掺加有抗冻裂剂含量为 不等确保冬季低温环境下路面或桥面均能满足交通荷载要求 对全干线工程分析得知快速干线工程一方面是交通工程另一方面也是进行城区市政管网再建、维护的重点设施在路面、路基工程中沥青混凝土均有较大规模应用最大抗裂应力可达 即使高温天气沥青混凝土耐热极限可达 鉴于该类型沥青混凝土材料的压缩力学特征在高、低温作用下均有较好表现特别是在循环荷载下其割线模量以及损伤比均能够应用极限工程环境但不可忽视该类型沥青混凝土的油石比配比设计乃是影响力学稳定性的关键特别是油石比设计对沥青混凝土的抗弯能力影响同时该材料在高、低温物理场作用下弯曲力学特征的影响变化也是沥青混凝土材料设计、应用参考的重点
6、 为此针对该类型沥青混凝土材料开展高、低温物理作用下弯曲力学试验研究.试验介绍为探讨沥青混凝土在高、低温物理场作用下力学特征影响变化采用混凝土力学试验设备开展加载试验 该试验设备具有多模块、低振频以及物理场耦合精度高的特点加载平台上安装有物理环境试验箱可实现不同温度工程环境下的力学试验该试验设备采用 传感器进行位移监测其量程为 也可根据实验需求进行量程更改 另有其他轴、环向监测传感器安装至试样周身确保试样力学变形破坏全过程可视化 试验数据通过八通道传输装置实时传回数据采集间隔为 所有数据在试验设备的中控装置中完成初步处理可为调整试验步骤提供参照与之同时八通道数据会在电脑程序中互相验证与监控若有
7、数据超过实验误差会在试验数据初步处理前进行删除处理确保试验结果可靠 该试验设备所耦合工程环境模拟箱可实现高、低温作用上、下限值分别为、采用电热传导方式进行力学试验温度加载速率为./每次加温时间控制在 左右且至预定温度后保温时间不少于 确保试样加荷过程温度热作用或冻结作用均匀根据对环城快速公路工程沥青混凝土材料取样在室内实验室测定混凝土中沥青软化点为.密度为./粗骨料粒径分布为.骨料压碎值为.细骨料吸水率为.中值粒径为.所使用的混凝土初步配合比与 一致 为研究沥青混凝土试样弯曲力学特性本试验采用三点弯曲力学试验方法试样长、宽、高尺寸分别为 试验前试样表面已在室内精加工打磨平整度满足试验规程需求
8、由于试验方案中含有油石比影响因素因而制样时应考虑对不同油石比组试样进行分类制备 所有试样在进入加载平台前均需完成 的恒温、恒湿养护对其初始制样扰动损伤进行恢复处理试验设备按照加载示意进行设备调试在试验平台上安装试样完成高、低温物理作用与保温时效后以恒定加载速率进行弯曲力学破坏采用 位移控制方式速率为./试验设计高温热作用温度分别为、而低温作用包括有工程所处地区冬季抗冻温度分别设定为 、配合比参数中以油石比为研究对象设定油石比分别为、共六组试样试验参数设计如表 所示 基于上述不同温度下热作用与冻结作用开展油石比配合比设计影响下的沥青混凝土的三点弯曲力学试验表 试验设计表油石比/高温热荷载/冷冻温
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