本發(fā)明屬于應(yīng)力吸收層力學(xué)特性評(píng)價(jià)的應(yīng)用領(lǐng)域，涉及瀝青砂漿，具體涉及一種瀝青砂漿抗凍融性能的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
：季凍區(qū)在我國(guó)分布非常廣泛，遍及我國(guó)北方10余個(gè)省，占國(guó)土面積的50％以上。季凍區(qū)路面在運(yùn)行期內(nèi)，都要遭受持續(xù)低溫、劇烈的凍融循環(huán)及大溫差等惡劣自然條件的影響，路面經(jīng)常出現(xiàn)裂縫、坑槽、使用周期短等問(wèn)題。在水泥混凝土剛性基層上或者半剛性基層上加鋪瀝青面層修筑的復(fù)合式路面可以克服水泥混凝土路面和瀝青路面的缺點(diǎn)，集中這兩種路面結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。但剛性及半剛性基層普遍存在各類裂縫問(wèn)題，在車輛荷載與環(huán)境因素作用下，這些反射裂縫的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響了加鋪層的使用壽命。在剛性及半剛性基層與瀝青面層之間設(shè)置復(fù)合改性瀝青混合料應(yīng)力吸收層，能顯著降低瀝青面層層底的荷載應(yīng)力，抑制瀝青面層中反射裂縫的形成，延長(zhǎng)了加鋪層的使用壽命。在季凍區(qū)，要求這種復(fù)合改性瀝青混合料應(yīng)力吸收層在低溫下仍能保持較大的變形能力及消散溫度應(yīng)力的能力，以保證低溫下仍保持良好的防反射裂縫效果。目前，我國(guó)規(guī)范中評(píng)價(jià)瀝青混合料低溫抗裂性能時(shí)，通常采用直接在車轍板上切割制成的特定尺寸的棱柱體小梁，進(jìn)行跨中加載彎曲破壞試驗(yàn)，得到小梁破壞時(shí)的抗彎拉強(qiáng)度和梁底最大彎拉應(yīng)變，利用二者的比值，即破壞時(shí)的彎曲勁度模量來(lái)表征瀝青混合料的低溫抗裂性能，其原理是基于瀝青混合料在低溫下發(fā)生的是線彈性小變形破壞。該方法并未對(duì)小梁在試驗(yàn)之前的使用環(huán)境進(jìn)行模擬，且小梁在彎曲試驗(yàn)過(guò)程中的受力狀況不能真正體現(xiàn)應(yīng)力吸收層在實(shí)際路面中的受力狀況。鑒于此，本領(lǐng)域需要研發(fā)一種可靠性好、精度高且又能體現(xiàn)路面應(yīng)力吸收層實(shí)際受力狀況的低溫抗裂性評(píng)價(jià)方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種評(píng)價(jià)瀝青砂漿抗凍融性能的方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)力吸收層低溫抗裂性能評(píng)價(jià)方法可靠性不足的問(wèn)題。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種瀝青砂漿抗凍融性能的檢測(cè)方法，該方法按照以下步驟進(jìn)行：步驟一，制備復(fù)合車轍板：按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T0703-2011)，輪碾法成型300mm×300mm×40mm車轍板試件，作為剛性或半剛性基層，然后在剛性或半剛性基層的表面制作應(yīng)力吸收層，應(yīng)力吸收層的厚度1～3cm，7天養(yǎng)生后，再在應(yīng)力吸收層上面輪碾成型瀝青混合料，即柔性面層，柔性面層的厚度為4cm，制得復(fù)合車轍板；步驟二，真空飽水：將制備好的復(fù)合車轍板在室溫下冷卻之后，對(duì)復(fù)合車轍板進(jìn)行真空飽水15分鐘，然后在常溫水浴中浸泡0.5小時(shí)；步驟三，凍融循環(huán)：先將經(jīng)過(guò)步驟二真空飽水后的復(fù)合車轍板放入溫度為X1的冰箱中冷凍，冷凍時(shí)間為Y1，再將復(fù)合車轍板放入溫度為X2的水浴箱中，放置時(shí)間為Y2，然后取出，重復(fù)M次；步驟四，重復(fù)加載：將經(jīng)過(guò)步驟三凍融循環(huán)后的復(fù)合車轍板，采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T0719-2011)中的車轍試驗(yàn)機(jī)，設(shè)置溫度X3，進(jìn)行重復(fù)碾壓N次，碾壓次數(shù)N根據(jù)公式Ⅰ和公式Ⅱ計(jì)算確定；式中：Ne—設(shè)計(jì)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸載作用次數(shù)；t—設(shè)計(jì)期；γ—設(shè)計(jì)期內(nèi)交通量的年平均增長(zhǎng)率；N1—初始年設(shè)計(jì)車道日平均當(dāng)量軸；N—碾壓次數(shù)；a—折算系數(shù)；t'—道路已使用年限。步驟五，制備復(fù)合小梁試件：將經(jīng)過(guò)步驟四重復(fù)加載之后的復(fù)合車轍板按垂直于車轍試驗(yàn)機(jī)的加載方向，切割成長(zhǎng)250mm±2mm、寬30mm±2.0mm，高100mm±2mm的棱柱體復(fù)合小梁，且在復(fù)合小梁的剛性或半剛性基層材料中間切縫，切縫深度30mm；步驟六，彎曲試驗(yàn)：根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T0715-2011)，實(shí)驗(yàn)溫度為-10℃±0.5℃，用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)或壓力機(jī)對(duì)復(fù)合小梁試件進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，得到荷載-跨中撓度曲線，并利用公式Ⅲ計(jì)算復(fù)合小梁試件破壞時(shí)的彎曲勁度模量；式中：SB—試件破壞時(shí)的彎曲勁度模量，單位：MPa；L—試件的跨徑，單位：mm；PB—試件破壞時(shí)的最大荷載，單位：N；d—試件破壞時(shí)的跨中撓度，單位：mm；h—跨中斷面試件的高度，單位：mm；b—跨中斷面試件的寬度，單位：mm。本發(fā)明還具有如下區(qū)別技術(shù)特征步驟三中，所述的X1的取值為-20℃～-16℃之間。步驟三中，所述的X2的取值為58℃～62℃之間。步驟三中，所述的Y1的取值為16～18小時(shí)。步驟三中，所述的Y2的取值為22～26小時(shí)。步驟三中，所述的復(fù)合車轍板的凍融循環(huán)的重復(fù)次數(shù)M，基于《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T0715-2011)中瀝青混合料凍融劈裂實(shí)驗(yàn)方法，根據(jù)《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》JTJ003-1986中的分區(qū)結(jié)果，對(duì)處于Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)和Ⅶ區(qū)的道路應(yīng)力吸收層，M取2；對(duì)處于Ⅳ區(qū)、Ⅴ區(qū)與Ⅵ區(qū)的道路應(yīng)力吸收層，M取1。步驟四中，所述的X3的取值為60℃。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益的技術(shù)效果是：(Ⅰ)對(duì)傳統(tǒng)彎曲試驗(yàn)的小梁試件進(jìn)行改進(jìn)，優(yōu)化為復(fù)合小梁試件，相比單獨(dú)的瀝青混合料小梁試件，更接近路面的實(shí)際受力狀況。(Ⅱ)在對(duì)復(fù)合小梁進(jìn)行低溫彎曲試驗(yàn)之前，進(jìn)行了凍融循環(huán)和重復(fù)加載步驟，以此更接近路面應(yīng)力吸收層的實(shí)際應(yīng)用狀況，得到準(zhǔn)確性更好、可靠性更高的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以此評(píng)價(jià)瀝青混合料的低溫抗裂性能。附圖說(shuō)明圖1為傳統(tǒng)低溫彎曲試驗(yàn)小梁結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中所用復(fù)合車轍板結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中所用復(fù)合小梁結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為荷載-跨中撓度曲線。圖中各個(gè)標(biāo)號(hào)的含義為：1-柔性面層，2-應(yīng)力吸收層，3-剛性或半剛性基層。以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。具體實(shí)施方式遵從上述技術(shù)方案，以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，需要說(shuō)明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實(shí)施例，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1：遵從上述技術(shù)方案，結(jié)合圖1至圖3，為說(shuō)明并驗(yàn)證本方法的可靠性和準(zhǔn)確性，共制備六組試件，其中一組試件來(lái)自實(shí)際運(yùn)行五年的路面應(yīng)力吸收層取樣，其他五組為實(shí)驗(yàn)室制備并采用不同試驗(yàn)方法作對(duì)比，最后在相同條件下分別進(jìn)行低溫彎曲試驗(yàn)。根據(jù)表1所示級(jí)配，制作應(yīng)力吸收層混合料車轍板，并切割制成小梁試件，記為Ⅰ組，如圖1所示。表1應(yīng)力吸收層礦料級(jí)配根據(jù)表2、表3所示級(jí)配，制備四組復(fù)合車轍板，下層用半剛性基層材料，中層用上述應(yīng)力吸收層，上層用柔性常用瀝青混凝土，如圖2所示。上述四組車轍板，其中第一組復(fù)合車轍板在室溫下放置24h之后，切割制成復(fù)合小梁試件，記為Ⅱ組；第二組復(fù)合車轍板在室溫放置24h之后，按照步驟三進(jìn)行凍融循環(huán)M次，然后切割制成復(fù)合小梁試件，記為Ⅲ組；第三組復(fù)合車轍板在室溫放置24h之后，按照步驟四進(jìn)行重復(fù)加載N次，然后切割制成復(fù)合小梁試件，記為Ⅳ組；第四組復(fù)合車轍板在室溫放置24h之后，按照步驟三進(jìn)行凍融循環(huán)M次，再按照步驟四進(jìn)行重復(fù)加載N次，然后切割制成復(fù)合小梁試件，記為Ⅴ組；在實(shí)際運(yùn)行五年的水泥混凝土路面加鋪應(yīng)力吸收層及瀝青混凝土路面上，利用切割機(jī)取樣，制得復(fù)合小梁試件，記為Ⅵ組。表2半剛性基層礦料級(jí)配表3柔性瀝青混凝土AC-13礦料級(jí)配針對(duì)上述制備好的六組小梁試件(復(fù)合小梁試件)，按照瀝青砂漿抗凍融性能的檢測(cè)方法分別進(jìn)行相同條件下低溫彎曲試驗(yàn)，得到其彎曲破壞試驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)表4。本實(shí)施例中具體的瀝青砂漿抗凍融性能的檢測(cè)方法按照以下步驟進(jìn)行：步驟一，制備復(fù)合車轍板：按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T0703-2011)，輪碾法成型300mm×300mm×40mm車轍板試件，作為剛性或半剛性基層，然后在剛性或半剛性基層的表面制作應(yīng)力吸收層，應(yīng)力吸收層的厚度1～3cm，7天養(yǎng)生后，再在應(yīng)力吸收層上面輪碾成型瀝青混合料，即柔性面層，柔性面層的厚度為4cm，制得復(fù)合車轍板；步驟二，真空飽水：將制備好的復(fù)合車轍板在室溫下冷卻之后，對(duì)復(fù)合車轍板進(jìn)行真空飽水15分鐘，然后在常溫水浴中浸泡0.5小時(shí)；步驟三，凍融循環(huán)：先將經(jīng)過(guò)步驟二真空飽水后的復(fù)合車轍板放入溫度為-20℃～-16℃，優(yōu)選-18℃的冰箱中冷凍，冷凍時(shí)間為16～18小時(shí)，優(yōu)選18小時(shí)，再將復(fù)合車轍板放入溫度為58℃～62℃，優(yōu)選60℃的水浴箱中，放置時(shí)間為22～26小時(shí)，優(yōu)選24小時(shí)，然后取出，以此重復(fù)2次；步驟四，重復(fù)加載：將經(jīng)過(guò)步驟三凍融循環(huán)后的復(fù)合車轍板，采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T0719-2011)中的車轍試驗(yàn)機(jī)，設(shè)置溫度為60℃，進(jìn)行重復(fù)碾壓N次，碾壓次數(shù)N根據(jù)公式Ⅰ和公式Ⅱ計(jì)算確定；式中：Ne—設(shè)計(jì)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸載作用次數(shù)；t—設(shè)計(jì)期；γ—設(shè)計(jì)期內(nèi)交通量的年平均增長(zhǎng)率；N1—初始年設(shè)計(jì)車道日平均當(dāng)量軸次；N—碾壓次數(shù)；a—折算系數(shù)；t'—道路已使用年限。本實(shí)施例中，選取陜西咸陽(yáng)某二級(jí)公路，設(shè)計(jì)年限15年，設(shè)計(jì)期內(nèi)交通量的年平均增長(zhǎng)率為2.84％，初始年設(shè)計(jì)車道日平均當(dāng)量軸次為167次/天，設(shè)計(jì)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸載作用次數(shù)為1120000次。道路已使用年限t'為5年，折算系數(shù)a取0.01，碾壓次數(shù)N為3733次。步驟五，制備復(fù)合小梁試件：將經(jīng)過(guò)步驟四重復(fù)加載之后的復(fù)合車轍板按垂直于車轍試驗(yàn)機(jī)的加載方向，切割成長(zhǎng)250mm±2mm、寬30mm±2.0mm，高100mm±2mm的棱柱體復(fù)合小梁，且在復(fù)合小梁的剛性或半剛性基層材料中間切縫，切縫深度30mm；步驟六，彎曲試驗(yàn)：根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T0715-2011)，實(shí)驗(yàn)溫度為-10℃±0.5℃，用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)或壓力機(jī)對(duì)復(fù)合小梁試件進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，得到荷載-跨中撓度曲線，并利用公式Ⅲ計(jì)算復(fù)合小梁試件破壞時(shí)的彎曲勁度模量；式中：SB—試件破壞時(shí)的彎曲勁度模量，單位：MPa；L—試件的跨徑，單位：mm；PB—試件破壞時(shí)的最大荷載，單位：N；d—試件破壞時(shí)的跨中撓度，單位：mm；h—跨中斷面試件的高度，單位：mm；b—跨中斷面試件的寬度，單位：mm。本實(shí)施例中L為200mm，Ⅰ組小梁h為35mm，Ⅱ-Ⅵ組小梁h為100mm，b為30mm，其它試驗(yàn)結(jié)果如表4所示，荷載-跨中撓度曲線如圖4所示。表4彎曲破壞試驗(yàn)結(jié)果試件編號(hào)破壞撓度/mm破壞荷載/N彎曲勁度模量(MPa)Ⅰ0.5212502504.0Ⅱ0.551162.3140.9Ⅲ0.43880.2136.5Ⅳ0.45956.1141.6Ⅴ0.53706.588.9Ⅵ0.5658.387.8從表4中可以看出，Ⅵ組試件為實(shí)際運(yùn)行路面應(yīng)力吸收層的試驗(yàn)結(jié)果，Ⅰ-Ⅴ組為不同條件下的室內(nèi)制備試件實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由表4可知，只有Ⅴ組試件的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際路面試件的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較接近，說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)方法更真實(shí)的模擬了路面的實(shí)際受力狀況，并得到了準(zhǔn)確性更好、可靠性更高的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以此評(píng)價(jià)瀝青混合料的低溫抗裂性能。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3