基于裂缝扩展性能的沥青混合料低温性能试验方法的比选与优化--《武汉工程大学》2014年硕士论文
基于裂缝扩展性能的沥青混合料低温性能试验方法的比选与优化
【摘要】：20世纪50年代以来，世界范围内所修建的沥青路面所占比重越来越大。最近20来年，我国修筑的沥青路面越来越多，并广泛用于公路和城市道路的建设。由于沥青路面直接或间接受行车荷载与自然条件影响，路面低温裂缝成为了一种普遍破坏形式。反射裂缝作为我国半刚性基层的主要病害之一，其开裂机理与荷载、温度、湿度、路面结构及结构组合以及材料特性等多因素相关。然而，出现反射裂缝，或者说反射裂缝发生并不可怕，只要反射裂缝不扩展到顶部，雨水不进入道路内部，损坏就不会加剧。因此，如何采用一种较好的试验方法，来评价沥青混合料的抗反射裂缝性能，进而指导路面结构设计与材料设计，对于提高沥青路面抗裂性能意义重大。
目前，评价沥青混合料低温性能的试验方法有很多，包括低温弯曲蠕变试验；间接拉伸试验（即劈裂试验IDT）；直接拉伸试验；半圆弯曲试验（SCB）；应力松弛试验； Overlay Tester等。由于加载方式、试件形状与尺寸、约束条件、试验条件等不一样，每个试验所反映或模拟的力学特性或变形特性就不一样。对于沥青混合料低温性能的评价，国内外还没有一个统一的，或者说公认的方法，来合理的作出评判。
本文首先对现有的国内外沥青混合料低温性能检测方法进行比较与分析；其次通过数值有限元分析软件建模，计算分析实际沥青路面反射裂缝产生与扩展的情况；然后对比推选出一个能较好的模拟实际路面反射裂缝行为的试验方法；最后对该试验方法进行试验设备可靠性验证。在对设备进行可靠性验证的同时，开展沥青混合料的抗反射裂缝性能的研究。通过一系列的对比研究，以及对推荐试验方法的试验验证，最终比选出一个试验结果稳定，重复性好，能很好地模拟反射裂缝扩展性能，而且试验耗时短，可操作性强的试验方法。
【学位授予单位】：武汉工程大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：U414
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一、沥青混合料低温弯曲破坏应变试验机重要功能：
　　主要对公路工程沥青、沥青混合料在-15℃～+60℃高低温环境下，在规定的温度条件下进行拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等，力学性能实验测试及研究。
　可检测改性沥青、弹性体改性沥青、沥青基、石油沥青、软煤沥青、液体石油沥青、乳化沥青、热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、改性沥青混合料、柔性基层、半刚性基层、刚性基层、沥青路面、容许拉应力、抗拉强度结构系数；
二、沥青混合料低温弯曲破坏应变试验机重要实验：
T沥青混合料单轴压缩试验（圆柱体法￠100x100mm）：弯沉抗压回弹模量(20℃&0.5℃)、弯抗应力抗压回弹模量(15℃&0.5℃)、抗压强度、球形支座、活动压头、加载试验载荷0.1P～0.7P、加载速率、变异系数；
T沥青混合料单轴压缩试验（棱柱体法40x40x80mm）：LVDT位移传感器、破坏大载荷、压缩应力、压缩应变、压缩变形、弹性阶段压缩劲度模量、压缩破坏劲度模量、沥青混合料低温抗裂性能(-10℃&0.5℃)；
T沥青混合料弯曲试验(15℃&0.5℃)：棱柱体小梁（250x30x35mm）弯曲试验、沥青混合料低温拉伸性能(-10℃&0.5℃)、LVDT位移传感器、跨中位移测量、梁式支座/活动压头、跨中挠度、大破坏载荷、载荷-跨中挠度曲线、抗弯拉强度、大弯拉应变、弯曲劲度模量、
载荷-变形曲线、弹性阶段弯曲劲度模量；
T沥青混合料劈裂试验(15℃&0.5℃)：圆柱体(￠100x40mm、￠101.6x63.5mm、￠150x40mm)、沥青混合料低温抗裂性能试验(-10℃&0.5℃)、垂直变形、水平变形0.001mm、载荷-水平变形曲线、载荷-垂直变形曲线、劈裂抗拉强度、破坏拉伸应变、破坏劲度模量、泊松比&、大载荷、垂直变形与水平变形比值、垂直方向总变形；
三、沥青混合料低温弯曲破坏应变试验机依据标准：
JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程
JTG D50-公路沥青路面设计规范
JTG D30-2015公路路基设计规范
JTG F40-公路沥青路面施工技术规范
四、重要参数：
WDW-LH100　沥青混合料高低温试验机；
1 大试验力 50kN / 100kN
2 试验机级别 0.5级
3 负荷测量范围 0.4%-100%（0.5级）
4 示值相对误差 &0.5%（0.5级）
5 试验力分辨力 1/&（全程分辨力不变）
6 变形测量范围 0.2%～100%
7 力控速率调节范围 0.005%～5%/S
8 力控速率控制精度 速率＜0.05%时，为&1%设定值以内；
速率 &0.05%FS时，为&0.5%设定值以内；
9 变形速率调节范围 0.005～5%FS/s；
10 变形速率控制精度 速率＜0.05%FS/s时，为设定值的&1%以内；
速率&0.05%FS/s时，为设定值的&0.5%以内；
11 变形分辨力 0.001mm
12 位移速率调节范围 0.001～600mm/min
13 位移速率控制精度 为设定值的&0.2%以内；
产品名称：沥青混合料低温弯曲破坏应变试验机
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主营产品： 井盖压力试验机,线材反复弯曲试验机,螺栓拉力试验机,螺栓扭转试验机,水泥恒应力压力试验机
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& 沥青混合料压缩、弯曲、劈裂试验方法
济南永创测试技术有限公司
济南市槐荫区新沙工业园西沙路690号
沥青混合料压缩、弯曲、劈裂试验方法　　阅读(575)
→对公路工程沥青、沥青混合料在-15℃～+60℃高低温环境下，在规定的温度条件下进行拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等，力学性能实验测试及研究。→T沥青混合料单轴压缩试验（圆柱体法￠100x100mm）：弯沉抗压回弹模量(20℃&0.5℃)、弯抗应力抗压回弹模量(15℃&0.5℃)、抗压强度、球形支座、活动压头、加载试验载荷0.1P～0.7P、加载速率、变异系数；→T沥青混合料单轴压缩试验（棱柱体法40x40x80mm）：LVDT位移传感器、破坏最大载荷、压缩应力、压缩应变、压缩变形、弹性阶段压缩劲度模量、压缩破坏劲度模量、沥青混合料低温抗裂性能(-10℃&0.5℃)；→T沥青混合料弯曲试验(15℃&0.5℃)：棱柱体小梁（250x30x35mm）弯曲试验、沥青混合料低温拉伸性能(-10℃&0.5℃)、LVDT位移传感器、跨中位移测量、梁式支座/活动压头、跨中挠度、最大破坏载荷、载荷-跨中挠度曲线、抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量、载荷-变形曲线、弹性阶段弯曲劲度模量；→T沥青混合料劈裂试验(15℃&0.5℃)：圆柱体(￠100x40mm、￠101.6x63.5mm、￠150x40mm)、沥青混合料低温抗裂性能试验(-10℃&0.5℃)、垂直变形、水平变形0.001mm、载荷-水平变形曲线、载荷-垂直变形曲线、劈裂抗拉强度、破坏拉伸应变、破坏劲度模量、泊松比μ、最大载荷、垂直变形与水平变形比值、垂直方向总变形；
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