基于SPT的沥青混合料高温性能的试验研究

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车辙是目前高等级公路沥青路面的主要病害,严重影响了路面的服务水平和使用寿命,系统地研究抗车辙沥青混合料及合理的路面结构设计对提高沥青路面服务质量、延长路面使用寿命有着重要意义,而在试验室如何客观地评价沥青混合料的高温性能是目前的重要课题之一。 本文利用先进的SPT简单性能试验仪,以试验研究和理论分析相结合的方法,对SPI?’的试验原理、试验方法和试验指标等进行了研究。 首先,本文介绍了SPT的试验原理和试验方法,分析研究了SPT及其试验指标(动态模量|E<*>|、流变时间F<,t>和流变次数FN)的特点,并基于粘弹性理论分析了动态模量|E<*>|和动态模量指标|E<*>|/sinΦ的力学意义及其反映的沥青混合料特性。 然后,利用SPT进行了AC-20、SMA-13等不同类型混合料的动态模量试验,分析了沥青用量、空隙率、温度、加载频率、围压等不同试验条件下动态模量和相位角的变化规律。试验中特别发现,同一频率时,不同温度下的|E<*>|与相应的体积应力之间呈现非常好的线性关系,而且不同围压时的直线斜率几乎相同。该发现为简化施加围压时所需求的不同温度下的|E<*>|试验量提供了可能。在实测动态模量值的基础上,利用时温等效原理和非线性最小二乘拟合建立了动态模量的主曲线。 最后,本文比较了我国现行沥青路面设计方法与美国AASHTO 2002设计指南的区别,基于实测的动态模量值|E<*>|、采用AASHTO 2002设计软件计算出典型路面结构的沥青混凝土面层的车辙深度,并将之与传统的动稳定度评价指标进行了比较。
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