不同温度下沥青混凝土弯曲性能试验研究.pdf
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1、30试验与研究2023年9 月江西建材不同温度下沥青混凝土弯曲性能试验研究夏友军,王慧?1.湖北交投双柳长江大桥有限公司,湖北武汉430000;2.湖北交通职业技术学院,湖北武汉430079摘要:为了确保沥青混凝土在不同温度条件下都具有优异的抗弯拉性能,文中采用小梁弯曲试验,对沥青混凝土在不同温度下的弯曲性能进行研究。结果表明,无论油石比和矿粉浓度如何变化,温度始终是对沥青混凝土的应力变化产生影响的主要因素;且组合比不同,随着温度的升高,沥青混凝土的抗弯强度呈现出不同的变化趋势。关键词:沥青混凝土;弯曲性能;小梁弯曲试验中图分类号:U414文献标识码:A文章编号:10 0 6-2 8 9 0(
2、2 0 2 3)0 9-0 0 3 0-0 3Experimental Study on Bending Properties of Asphalt Concrete atDifferent TemperaturesXia Youjun,Wang Hui?1.Hubei Exchange Shuangliu Yangtze River Bridge Co.Ltd.,Wuhan,Hubei 430000;2.Hubei Communications Technical College,Wuhan,Hubei 430079Abstract:In order to ensure that aspha
3、lt concrete has excellent flexural and tensile properties under different temperature conditions,trabecular bending test was used to study the bending properties of asphalt concrete under different temperatures.The results show thattemperature is the main factor affecting the stress of asphalt concr
4、ete no matter how the ratio of oil to stone and the concentration of mineralpowder change.With the increase of temperature,the bending strength of asphalt concrete shows a different trend.Key words:Asphalt concrete;Bending property;Trabecular bending test0引言沥青混凝土具有施工方便、工程造价低、养护时间短等诸多优点,因此被广泛应用于土石坝的防
5、渗工程之中。温度是对沥青混凝土性能产生影响的主要因素。学术界针对温度对沥青混凝土性能影响的研究较多,且取得了较为丰硕的成果。如,鲁艳蕊 通过对沥青混凝土进行劈裂试验后得出,其劈裂强度随着温度的下降呈现出了先降后升的趋势,但其应变值却呈现出了线性增加的趋势。在沥青混凝土弯曲性能研究方面,张应波等 2 对水工沥青混凝土不同填料含量下的弯曲性能、拉伸性能展开了研究,结果表明,在温度相同的情况下,沥青混凝土的弯曲应力会随着填料的增加而变大。由此可以看出,沥青混凝土对于温度变化十分敏感,温度对其各方面的性能都有着较大的影响,因此,对不同温度下的沥青混凝土弯曲性能进行研究具有重要的现实意义。1小梁弯曲实验
6、1.1试验材料与设备使用的材料主要为沥青混凝土小梁、玻璃水等。所使用的试验设备主要有:弯曲试验仪、数据采集装置、位移传感器、高精度温度计、水槽以及电机控制器等。1.2试验原理利用电机控制器来控制弯曲试验仪的底部电机带动试件支座运动,在此过程中杆件位置保持不变,而放置于支座之上第一作者:夏友军(19 8 5-),男,湖北崇阳人,本科,工程师,主要研究方向为道路工程。的沥青混凝土小梁则会受压弯曲 3 。沥青混凝土小梁中部所受力传导至压力传感器,并将数据信息发送至数据采集器之中,转换成为电信号存储至计算机之中。1.3试验步骤首先,应做好试验温度的控制和试件的制备。温度的控制主要分为两个方面,即沥青混
7、凝土弯曲试件温度控制和试验过程中的温度控制。其中,对于试件温度控制采用的是高低温箱进行恒温处理,而对于试验过程中温度控制采用了在试验仪器中恒温水箱,利用玻璃水来对试件进行恒温处理 4。沥青混凝土小梁试件的制备尺寸为3 5mm35mm300mm的长方体试件共计6 个。小梁试件弯曲试验的具体步骤为:(1)对试件进行恒温处理。首先,依据试验所需温度对恒温箱温度进行设定,然后再将试件放人恒温箱之内,在试件温度和要求温度相差0.5之内时,即视为恒温处理完成。(2)对实验机进行调整,以便于试件的安放。(3)向试验仪水槽内注人-3 5的玻璃水,采用温度计对玻璃水温度进行测量,并对玻璃水温度进行调节,确保水温
8、和试验所需温差保持在0.5之内。(4)将经过恒温处理之后的试件放置于弯曲试验仪之内,保持方向与试件成型方向一致。(5)启动电机控制器,设定应变速率为0.0 1%/min,在试件中部施加载荷,通过传感器采集数据到计算机进行处理 51.4试验设计在沥青混凝土之中,对于温度变化最为敏感的组分为沥31试验与研究2023年9 月江西建材青,而骨料是一种刚性体,温度对其影响几乎可以忽略,设定沥青混凝土的骨料质量不变,通过改变油石比来改变沥青质量,沥青质量和油石比之间的函数关系为:AB=(1)GA(2)QA+G(A+G)QB:(3)G式中,B为油石比;Q为沥青含量(%);A为沥青含量(kg);G为骨料质量(
9、kg)。除沥青本身对沥青混凝土弯曲性能产生影响之外,由沥青和矿粉所组成的沥青胶浆也是对其弯曲性能产生影响的一个主要因素 6 。设定在沥青含量不变的前提下,通过改变矿粉浓度来改变沥青胶浆,对其在不同温度下的弯曲性能展开研究。对此,本文选取了三种不同的油石比和三种不同的矿粉浓度,将每种配比在-2 0、-10、0、10、2 0 温度下进行弯曲试验,油石比和矿粉浓度的试验组合如表1所示。沥青混凝土弯曲试验的抗弯强度计算公式为:Rb3LP(4)2bh6hf8=(7)L?式中:R,为抗弯强度(kN/mm);b 为试件宽度(mm);h 为试件高度(mm);L为试件跨距(mm);P,为试件被破坏时的最大载荷(
10、kN);f 为试件被破坏时的中点挠度(mm);为沥青混凝土的最大弯拉应变(%)。表1油石比、矿粉浓度组合表油石比矿粉浓度1%1.61.82.06.5S1S4S77.0S2S5S87.5S3S6S92试验结果分析2.1不同组合比沥青混凝土在不同温度下的应力变化试验过程中,应力会随着负荷加载的增大而发生相应的变化,且在不同温度环境下,应力的变化趋势也不尽相同。但从整体上看,不同组合比的沥青混凝土试件在温度相同的环境下,其应力变化的趋势是一致的,这就说明了在不同温度条件下,油石比和矿粉浓度的配比不同,沥青混凝土的破坏形式也有所不同,但温度始终是一个关键因素。2.2不同组合比沥青混凝土抗弯强度变化通过
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