_格栅加筋沥青路面作用机理及抗车辙能力研究(7)

东南大学硕士学位论文 第三章 国产玻纤格栅加筋沥青路面抗车辙性能的研究

（5）牛油、环氧树脂若干 4、试验环境

（1）施加压力：选用压力P=226N，则施加在试件表面的应力ζ= 0.115MPa （2）试验温度

采用与车辙试验相同的温度60℃ （3）作用时间

选用加、卸载对应变形曲线平稳时间值 5、试验结果

对所选材料平行做3个试件，共334=12个试件进行蠕变试验，在试验过程中选择千分表初读数，加载10秒读数及加载变形稳定时读数，卸载初读数，10秒卸载读数及卸载稳定时读数。读数选择不只是为了计算Smix.v的需要，也是为第四章车辙预估需要。

试验过程：

（1） 将成型试件表面磨光，并使两端平行，量测试件高度，取圆周四等

分点对应高度的平均值作为试件高度值，精度为0.01cm。

（2） 将试件上表面涂抹牛油，中部留一空间涂环氧树脂，粘贴钢板，静

置，使钢板稳贴于试件表面。将试件下表面涂抹牛油后，移置10吨液压式万能试验机下支座上，要求试件对中。

（3） 架设千分表，将附有磁性表支座的千分表架于下压头外缘，其触头

抵于粘附在试件上的钢板的下表面边缘。

（4） 用温度计测出试验的环境温度，保证在25℃。 （5） 将压力机上压头缓缓下移，要求上压头与试件对中。

（6） 给试件一个初始压力（5%的压力值），使试件与上压头很好地接触，

预压5min。

（7） 读取并记录千分表初读数，迅速将压力加至所需值，同时摁动秒表，

读取加载各时刻的千分表读数，直至变形稳定，记录加载10秒及加载变形稳定时的千分表读数值。

（8） 迅速卸载，同时摁动秒表读取卸载各时刻的千分表读数直至变形稳

定，记录卸载初读数，卸载10秒及卸载变形稳定时的千分表读数值。

6、试验数据结果

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将上述试验时千分表初读数、10秒加载变形读数、加载变形稳定读数、卸载初读数、10秒卸载变形读数、卸载变形稳定读数记录下来，对每种试件的三个平行试件分别进行高度测试，得出每个试件底面四等分点处高度值，精确至0.1mm，然后取其平均值作为该试件的高度测量值h0，求出压缩应变ε= △h1/ h0，见表3-6。将ε与时间的关系绘成图3.7。

表3-6蠕变试验压缩应变值

压缩应变? （×10） 试件型式 0 1 2 3 初始 0.115 0.077 0.05 0.04 -2荷载作用时间 加载 10秒 0.1186 0.08 0.0519 0.0415 稳定 0.228 0.154 0.117 0.093 初始 0.113 0.077 0.067 0.053 卸载 10秒 0.109 0.074 0.065 0.051 稳定 0.098 0.069 0.054 0.042

图3.7蠕变试验时应变与荷载作用时间关系曲线

从图3.7可以得出，加筋或不同加筋方式的应变量变化规律是一致的，其一般规律为：当温度不变时，应变随荷载作用时间的延长而增大，应变ε与荷载作用t之间有良好的相关性，可用下式表示：

ε= B0tmo （3-5） 7、Smix.v的求取

由Smix.v的定义：恒定应力与永久应变的比值得：

Smix.v=σ/ε （3-6） 由上式求得各种试件的Smix.v，如表3-7

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表3-7 不同加筋方式沥青混合料的Smix.v 试件型式 0 1 2 3 粘性劲度模量Smix.v 117 172 213 275 从上表中可以看出，不加筋沥青混合料Smix.v最小，格栅离加载面越近，Smix.v越大，由此可见，Smix.v与车辙深度成反比。

8、初步认识

通过蠕变试验，对相同材料与级配下，加与不加格栅的沥青混合料在恒定应力下的变形发展及卸载恢复过程进行了研究，可以得出如下结论：

（1）加与不加格栅，其应变变化规律是一致的，即当温度不变时，应变随荷载作用时间增大而增大。

（2）格栅的加入，使沥青混合料卸载后的永久变形减小，故格栅加筋是提高沥青混合料高温稳定性的有效措施。

（3）格栅靠近沥青面层上部的沥青混合料试件，其抗永久变形能力较强。 （4）反映沥青混合料高温稳定性的一个有效指标粘性劲度模量Smix.v与永久变形成反比，即Smix.v越大，永久变形越小，其高温稳定性越好。 §3.4三轴试验 1、试验原理

沥青混合料采用闭式三轴压缩试验（也称史密斯三轴试验），由闭式三轴试验仪在规定温度及加载条件下，测定沥青混合料的抗剪切参数，以评价沥青混合料的高温稳定性。

沥青路面的推移、波浪、搓板、车辙是剪切变形的结果，根据摩尔—库仑公式反映沥青混合料的强度是由混合料内部的粘结力和摩阻力所构成，从而揭示了原材料、混合料的组成结构和混合料强度之间的内在联系。

根据沥青结构层的三向应力状态，采用三轴试验的方法，其材料的剪切强

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度（η）特性符合摩尔—库仑公式：

τ=C+σtgυ （3-7） 式中：C —— 粘结力（MPa） θ —— 内摩擦角（°） ζ——外荷产生的正应力（MPa） 2、试验材料

试验材料同前，采用轮碾压法成型，试件尺寸为直径10cm、高20cm的圆柱体试件，试件加筋方式如图3.8所示

图3.8 三轴试验试件（单位：cm）

每组组件制作3个平行试件，取其平均值作为试验结果。

3、试验设备

（1） 闭式三轴压力仪 （2） 超级恒温水浴 （3） 压力机 （4） 千分尺 （5） 烘箱 （6） 乳胶套 （7） 抽气机或真空泵

（8） 其它：温度计、秒表、天平、滤纸、滑石粉等 4、试验温度：60℃ 5、试验过程

（1） 将成型试件置高温60℃的烘箱中保温4～5h； （2） 将超级恒温水浴中的水加热至60℃，并保持恒温；

（3） 将预热后的试件从烘箱中取出，在试件表面扑一层滑石粉，并在两

端各衬一张圆形滤纸，将其装于一端密封的乳胶套中。然后将试件连同乳胶套一起放进压力室中心座上；

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（4） 将保温室连通超级恒温水浴，使水浴的水进入保温室形成循环； （5） 将压力室的进水阀门及出水阀门与超级恒温水浴接通，打开进出口

阀门，待保温套中的空气及残留的冷水驱除后，继续循环10min。使试件保温达到试验温度，然后关闭出水阀门，进水阀门继续连通超级恒温水浴，逐渐增加水压，当侧压表的侧压力达到0.02MPa时，关闭进水阀门；

（6） 将三轴压力仪置于压力机平台的中心。加上球座压头，启动压力机，

在试件上预加初始压强0.02MPa；

（7） 在压头两侧各垂直安装一千分表，以供测试试件的垂直变形。千分

表与压头接触，并使千分表位于较大的量程，读记千分表的初始读数；

（8） 启动压力机，以4.0～4.5mm/min加载速度开始施加垂直荷载，每

相邻两级垂直荷载之差为0.15 MPa，在每级垂直荷载达到形变速度小于0.025 mm/min后持续稳定3min，读取垂直荷载、侧压力及千分表的读数并记录时间。直至施加的荷载使各级侧压力的变化大致与垂直压力的变化成正比例时为止，通常需达到1 MPa左右；

（9） 卸除垂直荷载，开启进、出口阀门，待压力表回零后拆除压力室与

恒温水浴水管，排除保温套积水，取出试件。

6、试验结果分析

根据试验的垂直压力（ζV）和侧压力数据（ζL），以ζV为纵坐标，以ζ

L

为横坐标，绘制ζV—ζL曲线，将ζV—ζL曲线的直线部分各点用最小二乘法按下式计算斜率S及截距I：

S???v???L?n?(?v??L)22

(??L)?n??LLvL (3-8)

2Lv2???(???)???????I?(??)?n??2LL (3-9)

式中：n—ζV～ζL曲线上所取直线部分点的个数

由截距I及斜率S按下式计算混合料的粘结力C及内摩擦角θ： C?I/S (3-10)

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