浅谈沥青路面现场冷再生基层疲劳性能研究

科 ——黑龙江—— 技信总 市j政j与j路j桥 浅谈沥青路面现场冷再生基层疲劳性能研究 李玉华 刘世忠 (桦南县公路管理站，黑龙江 桦南 154400) 摘 要：介绍了冷再生混合料疲劳试验的MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1714170933717_1，对3种添加剂稳定的冷再生基层混合料进行了疲劳试验，总结了疲劳方程及疲劳曲线，并从疲 劳曲线特征及疲劳破坏特征两方面。同普通半刚性材料的疲劳性能进行了比较分析，说明了冷再生基层混合料疲劳性能的优劣。 关键词：沥青路面；冷再生；疲劳性能；基层 引言 随着我国公路建设事业迅速发展，道路通 车里程的迅速增加。道路的养护、改造任务也越 来越重，以往对破旧沥青路面的改造方法是：挖 除、外运然后再重新铺筑新路面，这样既浪费沥 青资源也不利于环保。对于旧沥青路面的改造 维修，现场冷再生技术的推广应用很好地解决 了节能环保这两个问题。通过试验研究了水泥、 二灰、水泥粉煤灰三种添加剂稳定的冷再生混 合料疲劳性能。并同普通半刚性材料进行对比 分析。 1原材料性质 1．1添加剂 试验拟定水泥、二灰、水泥粉煤灰 3种添 加剂。水泥剂量7％；二灰剂量为石灰：粉煤灰： 再生料=10：10：80；水泥粉煤灰剂量为水泥：粉 煤灰：再生料--6：4：100。添加剂中水泥技术指 标如表 l所示，均符合 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 要求，石灰为河南省 濮阳县当地产的生石灰粉，经检验各项指标均 满足规范要求。粉煤灰是濮阳电厂的湿排灰。具 有较高的氧化物含量。 表 1 水泥技术指标 ∞ 6|llI) 椭 女 ， 卫 5 299 船 {}瞎 】丑4 49， 52 e 3 1-2旧沥青路面破碎料 本文直接对原破碎料进行了筛分。筛分结 果如表 2所示。从筛分结果看出4．75mm筛孔 的通过率已超出规范的级配范围。表明再生料 中细料含量偏高，这是由于在使用年限末期路 面集料中的粗集料多已被压碎。并且再生料中 包含了基层部分石灰土的缘故。以原旧路破碎 料为再生料。不添加其他骨料。 表 2 冷再生破碎料的筛分结果 er,3t~ 鲥 ( 4o 31 5 19 95 4 7"5 2 Lle 06 Qo75 ，组刚 婚升 1∞ 961 祀5 dc,3 529 37-6 30 5 ∞ i0 平由缮晕 lop 1∞ ㈣ 52~7"2 12432 C．"-15 2冷再生混合料疲劳试验方法 2．1试验装置与试件制备 目前尚未有专门用于冷再生混合料半刚 性材料疲劳特性的试件类型和试验方法。因此 在水泥混凝土和沥青混凝土疲劳试验的框架内 选择合适的试件类型和试验方法是合理的。 2．2荷载控制方式 材料的疲劳响应与加载控制方式有关，控 制方式一般有 2种：控制应力和控制应变。应力 控制方式的再现能力较好，疲劳破坏定义明确， 而且精度控制可靠。因此本次疲劳试验采用应 力控制加载方式。 2-3荷载频率 由于冷再生混合料中沥青夹层的粘弹性 性质，加载频率对试验结果有影响。作为试验室 的加速性能试验。总希望用较短的试验时间，即 较大的频率完成疲劳试验。 2．4荷载波形 材料的疲劳寿命与荷载波形有一定的关 系，通常认为正弦波比较接近实际路面所承受 的荷载波形。 2．5疲劳破坏判断依据 在应力控制加载方式下，以试件的完全断 裂作为疲劳破坏标准。试件的垂直变形在稳定 阶段发展为加速变形阶段时，其拐点对应的加 荷次数定义为疲劳破坏作用次数。 3试验结果及疲劳方程 3．1试验结果 试验拟定4个应力比。每个应力比选用 4 个试件。根据试验概率理论 。同一应力比下若干 试件的对数疲劳寿命呈现正态分布。经过舍弃 检验，得到再生混合料疲劳试验结果见表 3所 示 。 3．2疲劳方程 根据表 4所列试验结果可以得到各配合 比的应力比与疲劳寿命之间的关系曲线，如图 1所示，三个疲劳方程皆列图上，可以看出应力 比与疲劳寿命在单对数坐标上表现为较好的线 性关系，可以用下列方程进行拟合 r／R=k一，zlgN 系数 n和k具有明显的物理意义。n值反 映了再生混合料疲劳寿命对所施加应力的敏感 程度，直接表现为疲劳曲线的陡缓，n值越大曲 线越陡，表明疲劳寿命对应力比的敏感程度越 大：k值代表了疲劳曲线的位置，k值越大曲线 越靠向上方，表明材料的抗疲劳性能越好。 表3疲劳试验结果 灰粉煤灰稳定的冷再生料 。其次水泥粉煤灰， 7％水泥稳定的冷再生料由于水泥剂量过高，刚 性较大而表现为抗疲劳性能较差，从曲线的陡 缓来看7％水泥最缓，石灰粉煤灰最陡，水泥粉 煤灰比石灰粉煤灰稍缓。表明石灰粉煤灰稳定 的冷再生混合料的疲劳寿命对应力比的敏感程 度最高，其次是水泥粉煤灰，7％水泥稳定的冷 再生混合料的疲劳寿命对应力比的变化相对不 f⋯1^⋯1⋯T一～]_1= 焉 肄 。L一一 一二 — H1 5．1由于试件养生龄期较长(180d)．再生 混合料强度发展较充分。在三种添加剂稳定冷 再生混合料中。石灰粉煤灰稳定的再生混合料 抗疲劳性能最好；其次是水泥粉煤灰；7％水泥 稳定的再生混合料，由于水泥剂量过高，冈0性较 大。而表现为抗疲劳性能较差。 5．2再生混合料的疲劳特性与普通半刚性 材料存在较大差异，在较低应力比下 ，其具有更 为优越的疲劳性能，并且其疲劳寿命对应力比 (f咀) 压力 ㈣ 靠N (据) 差 导箍 ( ) 7 妮 e 2。4 1 534 ：” 2 1 s：“ 稳定 。 1 ．91 4639 I “7 1 79 曲 11 304 167％ 0 皓 1 96~5' 16鄂 5 17 4％ 琵粉堪 A 8 1 72 3761 394， 1 s％ n “ 一 一 “ n 1 5l 1281 5 1 742 8 1 3 0稿 1 40 1635,~ 23站 6 14 3％ 点精堪 n 8 2 36 5852 9931 1 ‘ 要： z z ∞ ： A T 2 06 16437 2695 7 l64％ 0 65 1 92 1舛 I6 4l74 4 2l 5‰ 表中 za为概率系数 ，取保证率 95％即 Za= 1．645 4疲劳试验分析 通过比较疲劳方程的k,n系数值。来体现 各添加剂稳定的冷再生混合料疲劳性能的优 劣。图 1直观地表现了各添加剂稳定的冷再生 混合料疲劳的性能。从疲劳曲线的高低来看，石 灰粉煤灰稳定最高，其次是水泥粉煤灰，7％水 泥最低，也就是说三者抗疲劳性能最好的是石 — 变化的敏感程度要低于普通半 (i—Zd c|) 刚性材料，疲劳破坏属于韧性破 。 坏，具有时间较长的疲劳裂纹发 ,~9o9 "9展过程。 69n ， 5 3由于再生混合料中沥青夹 ” ’层的存在，再生混合料的疲劳性 ：： _能会受到温度的影响，在进一步 12507 ⋯ 研究中需选定不同的温度进行 a s 一 试验 ，以补充本文所总结的再生 一 0'3混合料的疲劳规律。 12)03 参考文献 =： 一 沙庆林．高等级公路半刚性基 层沥青路面fM1．北京：人民交通 出版社，1998。1． f2UTJ 057—94．公路工程无机结合料稳定材料 试验 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 ⋯．中华人民共和国交通部． 『3]JTJ052—2000．中华人民共和国交通部公路工 程沥青及沥青混合料试验规程fs1．北京：人民交 通 出版社 ．2000：246-251、 『41黄晓明．沥青稳定基层路面结构设计综述fJ1． 河南交通科技。1999(3)：3-15． — 2l6一 维普资讯 http://www.cqvip.com