[发明专利]一种测试沥青结合料抗裂性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及沥青结合料的性能评价技术领域，具体涉及一种测试沥青结合料抗裂性能的方法。

背景技术

大多数的路面病害(纵向裂缝，热开裂裂缝，反射裂缝)都与沥青的断裂性能有关。沥青材料中断裂性能的存在显著的影响路面的服务水平。

道路表面开裂以后，重复的交通荷载在各种因素的作用下产生的裂缝尖端处的应力集中，造成表面的开裂。一方面破坏了结构的整体性和连续性，另一方面会促使裂缝的进一步发展。

Superpave(高性能沥青路面)沥青胶结料规范中提出采用弯曲梁流变仪法(BBR)测试沥青弯曲蠕变劲度S和m值来评价沥青结合料的抗裂性能。但是BBR法测试沥青结合料低温的抗裂性能，不能说明裂纹是如何萌生和裂纹扩展的规律。BBR不能准确的表征沥青结合料的抗裂性能。

因此，如何通过新的实验方法建立新的指标以合理的评价沥青结合料的抗裂性能具有重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过对沥青结合料的荷载和跨中挠度进行测试，并且测试方法简单、结果可靠的测试沥青结合料抗裂性能的方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是由以下步骤组成：

(1)将被测试沥青结合料制备成长方体试样，在长方体试样的单侧边缘中部加工切口，脱模后在0～60℃内恒温保持60±5min；

(2)在试样的切口内设置有位移传感器，利用液压加载装置对试样的中部与切口相对的另一侧施加集中荷载，加载速率为0.5～2mm/min，安装在试样加载点处的应力传感器实时采集荷载，并将其传送给计算机，同时位移传感器实时采集跨中挠度传送给计算机，直到试样断裂成两半；

(3)计算机根据步骤(2)记录的荷载和跨中挠度，以跨中挠度为横轴，荷载为纵轴，作出荷载‐跨中挠度曲线，计算跨中挠度从0至CTOD区间与荷载‐跨种挠度曲线所围成的面积即为该沥青结合料的断裂能G_f，计算公式如下：

Gf=∫0CTODP×CTOD,]]>

其中：P为荷载，MPa；

CTOD为跨中挠度，mm；

G_f为断裂能，KJ；

从而确定出该沥青结合料的抗裂性能。

上述切口的截面为等腰三角形，顶角为58～62°，切口的深度a与试样高度w之间满足：a/w≤1/10。

本发明提供的测试沥青结合料抗裂性能的方法，在模拟试样的中部加工缺口，可以借助于BBR等实验设备对试样中部施加荷载并通过位移传感器和应力传感器实时检测其荷载与跨中挠度，根据荷载‐跨中挠度曲线计算出沥青结合料的断裂能G_f，并提出屈服能指标对沥青结合料的抗裂性能进行评价，该实验方法所需设备简单便宜，测试过程简便易行，测试结果稳定可靠，采取断裂能可以准确的评价裂缝的萌生及扩展情况。

附图说明

图1为沥青结合料试样截面示意图。

图2为荷载‐跨种挠度曲线。

图3为实验一断裂能和实验二的劲度模量的拟合曲线。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。

实施例1

本实施例的测试是借助于弯曲梁蠕变试验仪器(BBR)来实现，具体测试沥青结合料抗裂性能的方法由以下步骤组成：

(1)将待测试的沥青结合料缓慢加热至流动状态后，倒入模具中成型，浇筑完成后将模具置于室温下冷却，达到脱模条件时，拆掉模具，将试件从中转移出来，得到单侧边缘中部加工有切口的长方体试样，如图1所示，脱模后将试样放入达到实验温度的恒温浴中，在45℃内恒温保持60min。

为了保证实验结果模拟准确，切口的截面加工为顶角为60°的等腰三角形，切口的深度a与试样的高度w之间满足：a/w＝1/12。