高模量瀝青混凝土動態(tài)模量的研究

崔德榮

【摘要】對瀝青混合料和摻入不同PR.MODULE量的瀝青混合料進行了不同溫度下和不同的加載頻率下的動態(tài)模量實驗研究。結(jié)果表明，加載頻率一定時，動態(tài)模量睡著溫度的升高而降低；溫度一定時，動態(tài)模量隨著頻率的增大而增大；溫度、頻率一定時，瀝青混合料的動態(tài)模量都普遍隨著PR.MODULE的摻量的增大而增大，且PR.MODULE的摻量必有一個最優(yōu)值。

【關(guān)鍵詞】瀝青混合料；PR.MODULE；動態(tài)模量；溫度

交通量的急劇增長，使得我國大多數(shù)的高等級公路在設(shè)計年限前提前進入了大修或者改建的階段，交通量的大幅增長和超載以及重載情況的猖獗是我國道路使用達不到設(shè)計年限的主要原因。針對這個問題，國內(nèi)外道路研究者試驗了許多方法，其中高模量瀝青混合料的研究是一個熱門的方向。高模量瀝青混合料路面的維護周期較普通瀝青路面延長，而且在經(jīng)濟方面，它可以通過減薄面層厚度達到減少道路建設(shè)所需資金和節(jié)約石料以及石油資源的效果。

如今，我國對于高模量瀝青混料的研究并不全面，其高模量瀝青混合料在材料的組成及其路面的實際使用性能方面了解的并不清楚。因此，本文通過在70#基質(zhì)瀝青中加入不同摻量的PR-Module高模量瀝青混合料外摻劑，對不同摻量以及未添加的高模量瀝青混合料的動態(tài)模量進行試驗。

1 試驗參數(shù)

本文對PR.MODULE摻量分別為0.3%，0.5%，0.7%以及未添加的AC-25瀝青混合料進行動態(tài)模量的實驗，實驗所用級配為AC-25，動態(tài)模量實驗參數(shù)見表1.1。

2 實驗步驟

（1）將試件上下兩端分別整平使其能與上下加載板都接觸吻合 。

（2）將位移傳感器安置于試件側(cè)面中部使其與試件端面垂直沿圓周等間距安放3個。調(diào) 節(jié)位移傳感器，使其測量范圍可以測量試件中部的壓縮變形。

（3）將試件放置在試驗加載架的加載板中心位置，在試件與上下加載板間各放一塊聚四 氟乙烯薄板，應(yīng)注意使試件中心與加載架的中心對齊。

（4）將試件放入試驗機的環(huán)境箱中，設(shè)定試驗溫度，直至試件中部也達到試驗溫度，容許偏差為±0.3℃。

（5）當(dāng)試件內(nèi)外的溫度達到測試溫度以后，方可開始進行加載試驗。施加一個大小為試 驗荷載5%的接觸荷載對試件進行預(yù)壓（試驗荷載的大小是通過調(diào)節(jié)使試件的軸向應(yīng)變能控 制在50～150微應(yīng)變之間得到，為獲得合適的試驗荷載，建議多成型一個同類型的試驗試件），持續(xù)10s，使試件與上下加載板接觸良好，然后調(diào)節(jié)位移傳感器 。

（6）對試件施加半正矢波或偏移正弦波軸向壓應(yīng)力試驗荷載，在設(shè)定溫度下從20～0.1Hz由高頻至低頻進行重復(fù)加載試驗。在試驗之前，先對試件進行加載預(yù)處理，預(yù)處理的方法是對試件施加半正矢波或偏移正弦波軸向壓應(yīng)力試驗荷載，頻率為25Hz，200個循環(huán)。在兩個 頻率下，試驗至少間隔2min，但不應(yīng)超過30min。試驗采集最后5個波形的荷載及變形曲線 記錄并計算試件軸向可恢復(fù)變形和動態(tài)模量。

（7）對該試件進行下一個溫度的試驗，溫度的選擇低溫到高溫進行試驗。 當(dāng)試件在設(shè)定 溫度的各頻率下試驗的累計塑性變形超過1500微應(yīng)變，該試件應(yīng)予以廢棄。

3 實驗結(jié)果

根據(jù)實驗結(jié)果，使用excel軟件對數(shù)據(jù)生成折線圖，圖3-1～圖3-4描繪了PR.MODULE摻量分別為0.3%，0.5%，0.7%不添加情況下的AC-25瀝青混合料在不同溫度下的動彈模量曲線。

4 試驗結(jié)論

從圖3-1～圖3-4中可以看出，四種混合料動態(tài)模量在加載頻率一定時隨著溫度的增加而減小，當(dāng)溫度一定而加載頻率逐漸減小時動態(tài)模量值也隨之減??；在任一溫度和加載頻率下AC-25瀝青混合料的動態(tài)模量值都普遍隨著PR-Module高模量添加劑的摻量的增加而增大的。對比普通AC-25和PR.Module摻量為0.7%的AC-25瀝青混合料，當(dāng)在溫度增加或者加載頻率減小時，混合料的動態(tài)模量模量值都是呈現(xiàn)下降的趨勢，但PR.Module摻量為0.7%的AC-25混合料動態(tài)模量相對于AC-25的提高比例呈上升趨勢，如在加載頻率為0.1Hz情況下，10℃、20℃、30℃和40℃提高比例分別為17%、35%、49%和49%，因此結(jié)果表明PR-Module添加劑在高溫和加載頻率快的情況下對混合料的動態(tài)模量性能提高大。

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