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热拌沥青混合料四点弯曲梁疲劳试验结果的不一致性及修正/曹毅等
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热拌沥青混合料四点弯曲梁疲劳试验结果的不一致性及修正
曹毅',马士宾2
(1山西大学土木工程系,太原030006;2河北工业大学土木工程学院,天津300401)
摘要设计了室内试验,对相同频率、相同应变、相同温度条件下的HMA试件在 ASTMD7460和 AASHTO
T321两种规范下的四点弯曲梁疲劳试验结果进行了对比,发现存在较大的不一致性;从HMA的粘弹特性以及两种
规范下的輸入应变和输入荷載在试验中的实际响应出发,分析了实验结果出现不一致性的原因,即输入应变和实际
应变的不一致导致了试验结果的不一致;提出了一种筒便而有效的修正方法并进行了验证。研究结果有助于编小在
ASTM D2460和 AASHTO T321两种规范下,同种HMA、相同试验条件得出的疲劳结果的不一致性,为路面设计、
施工提供更加客观、准确的数据支撐。
关键词热拌沥青混合料疲劳寿命不一致性修正四点弯曲梁 ASTMD7460 AASHTO T321
中图分类号:U414文献标识码:ADOI:10.11896/j.issn.1005-023X.2016,12.028
Inconsistency of Four-point Bending Beam Fatigue Test for Hot
Mixed Asphalt and Its Correction
CAO Yi, MA Shibin
(1 Department of Civil Engineering, Shanxi University, Taiyuan 030006; 2 School of Civil Engineering
Hebei University of Technology, Tianjin 300401)
Abstract The results of four-point bending beam fatigue test following the ASTM D7460 and AASHTO
T321, over the as-prepared hot mixed asphalt(HMA) material were studied under the same experimental conditions
and a big inconsistency was found between the two procedures. The inconsistency of the results( the inconsistency be
tween input strain and actual strain leads to the inconsistency of fatigue results) and the corresponding reason were-
lyzed based on the change of the input strain and load, as well as the viscoelastic response of HMA. A correction me-
thod was established and proved to be effective. The research results are expected to be helpful to reduce the nconsi-
stency of the fatigue results obtained from the same HMA and the same testing conditions under the two different
specifications, and to provide more objective and accurate data for pavement design and construction.
Key words
hot mixed asphalt, fatigue life, inconsistency, correction, four-point bending beam, ASTM
D7460, AASHTO T321
0引言
发现两者存在不一致性,但没有深入分析不一致性存在的原
因,也未提出修正措施。 Pronk等通过计算机监测发现了偏
多年来,研究人员使用四点弯曲梁疲劳试验仿真现场条转由半正矢向正弦的转变,同时发现了两种规范下疲劳结果
件来研究HMA( Hot mixed asphalt,热拌沥青混合料)的疲存在较大差异的; Denneman等发现采用两种规范得出的疲
劳寿命。目前,国际上通用的HMA疲劳试验规范有两种:劳寿命结果相差较大;国内对此问题则鲜有报道。这种不
美国材料与试验协会( American society for testing and mate
致性会直接影响路面结构设计的准确性和客观性,从而影
rials,ASTM)的 ASTM D7460和美国国有公路运输管理员响道路服务水平和使用寿命。因此,本实验针对HMA在两
协会( American association of state highway and transporta-种规范下的疲劳响应进行了对比研究,明确了疲劳结果不一
tion officials)的 AASHTO T3212。前者输入连续的半正致性的原因,提出修正方法并进行了验证。
矢偏转,在美国使用较多;后者输人连续的正弦偏转,在欧盟
使用较多。在其他国家,这两种规范被随意选用,且认为两1实验
种规范下得到的疲劳试验结果是一致的。事实上,两种规范1.1原材料和混合料设计
下得出的HMA疲劳试验结果并不一致,国外学者在试验中
设计了AC-13、AC-20、AC25沥青混合料,粗集料为变
关山西省科技计划项目(2015021132);国家自然科学基金(41371359);国家863计划(2012AA12A309)
曹毅:男,1987年生,博士,讲师,研究方向为道路结构与新型道路材料E-mail:caoyltm(@sxu.edu.cn马士宾:通讯作者,男,
1974年生,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为道路结构与材料E-mail:caoya25@126.com