瀝青及瀝青混合料旋轉剪切試驗裝置與試驗方法研究.pdf

1、瀝青混合料高溫穩(wěn)定性及抗剪強度不足是瀝青路面存在的擁包、車轍等破損現(xiàn)象的根本原因。多年來，國內(nèi)外針對瀝青及瀝青混合料抗剪性能試驗設備與試驗方法進行了廣泛研究。目前，動態(tài)剪切流變試驗(DSR)、Superpave剪切試驗(SST)是用于測定瀝青及瀝青混合料動態(tài)特性并用于高溫穩(wěn)定性能評價的典型方法，但由于DSR功能單一、SST價格昂貴等原因而缺乏普及實用性。
　　論文基于微型電機、變頻器、扭矩傳感器、位移傳感器及溫度傳感器等硬件和自行

2、開發(fā)的計算機自動控制系統(tǒng)軟件，設計并組裝了具有良好經(jīng)濟實用性、采用旋轉加載方式、適用于瀝青及瀝青混合料、具有靜態(tài)及動態(tài)剪切性能測定的系列試驗裝置，可進行靜態(tài)破壞性能試驗、動態(tài)黏彈性特性試驗、振蕩（疲勞）破壞性能試驗、蠕變及重復蠕變回復性能試驗、應力松弛及循環(huán)加載試驗。計算機自動控制系統(tǒng)軟件可完成試驗進程自動控制，具有應變控制方式的正弦、余弦、三角形等動態(tài)函數(shù)加載功能，可完成試驗數(shù)據(jù)自動處理和圖表自動繪制。
　　為檢驗試驗裝置的運行

3、穩(wěn)定性和試驗方法的可行性，論文基于25組共470余個試件進行了瀝青旋轉剪切破壞性能試驗研究，基于17組共150余個試件進行了振蕩破壞性能試驗，并考慮剪切加載速率(0.1～2.0 rad/s)、試驗溫度(-6～40℃)、瀝青類型（普通AH90、橡膠瀝青及SBS改性瀝青）、瀝青厚度(0.5～3.5mm)、試件直徑(30mm、21mm)等因素的影響。在室溫20℃條件下，基于93個方形截面、AC13瀝青混合料進行了瀝青混合料旋轉剪切破壞性能試驗

4、，重點考慮旋轉剪切加載速率因素的影響。在室溫20℃條件下進行了不同應力水平的瀝青旋轉剪切蠕變性能試驗和應力松弛性能試驗，并重點針對3種瀝青類型、4種應力水平進行了重復蠕變回復試驗，研究瀝青試件的黏彈塑性變形及變形回復性能。
　　試驗檢驗結果表明:(1)旋轉剪切破壞性能試驗、振蕩破壞性能試驗、蠕變及重復蠕變性能試驗的試驗裝置運行穩(wěn)定、試驗方法切實可行，與DSR相比具有較好的經(jīng)濟性和寬廣的適用范圍;(2)應力松弛試驗裝置在“持荷”階段

5、不能完全限制旋轉軸的同向旋轉位移，試驗結果的準確性受到一定影響，但對于應力松弛循環(huán)加載試驗，當持荷時間極短時可忽略該影響。
　　基于論文試驗裝置的試驗研究結果，可得出以下結論:(1)瀝青試件的旋轉剪切破壞存在瀝青屈服、瀝青脆性、純黏結界面破壞、黏結界面破壞同時瀝青脆裂等類型;加載速率、試驗溫度、瀝青類型等對瀝青試件的破壞形態(tài)、破壞剪應力、剪切變形模量、破壞加載時間等有明顯影響;(2)振蕩破壞過程中，復數(shù)剪切模量呈明顯曲線下降趨勢，