紫外老化對(duì)溫拌膠粉改性瀝青砂漿開(kāi)裂特性的影響

崔世超， 王 嵐，*

（1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051；2.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)土木工程結(jié)構(gòu)與力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051）

瀝青混合料是以粗集料為分散相，瀝青砂漿為分散介質(zhì)的一種粗分體系.根據(jù)現(xiàn)代膠體理論，分散介質(zhì)對(duì)整個(gè)分散體系具有重要影響.因此，對(duì)瀝青砂漿的路用性能展開(kāi)研究具有重要意義.

已有研究表明，老化會(huì)降低瀝青路面的路用性能，尤 其 是 開(kāi) 裂 性 能［1-2］.Montepara 等［3］與Bocci 等［4］發(fā)現(xiàn)，高能紫外線會(huì)引發(fā)瀝青的聚合反應(yīng).Hao 等［5］發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期老化作用后抗剝落型瀝青混合料的水穩(wěn)定性大幅度降低，而短期老化作用后的水穩(wěn)定性有所提高.Gallego 等［6］發(fā)現(xiàn)，熱氧老化作用會(huì)促進(jìn)裂紋的發(fā)展.Lee 等［7］發(fā)現(xiàn)，再生膠粉改性瀝青混合料老化后的高溫黏度、高溫及中溫流變性、低溫抗裂性等性能依然滿足Superpave 中對(duì)膠結(jié)料的要求.Mo 等［8］發(fā)現(xiàn)，熱氧老化作用后瀝青混合料的高溫抗剝落性能有所下降，低溫抗剝落性能大幅度降低.Cygas 等［9］發(fā)現(xiàn)，熱氧老化作用后再生瀝青混合料的路用性能優(yōu)良.Glaoui 等［10］發(fā)現(xiàn)，老化熱循環(huán)引起的路面熱疲勞是加速路面退化的主要原因.Dony 等［11］發(fā)現(xiàn)，熱氧老化會(huì)使瀝青路面的使用壽命大幅度降低.Samer 等［12］發(fā)現(xiàn)，添加了抗氧劑的瀝青混合料具有更好的抗拉強(qiáng)度比及抗車(chē)轍能力.Xie 等［13］研究發(fā)現(xiàn)，瀝青砂漿的抗紫外老化能力優(yōu)于瀝青，同時(shí)確定了紫外老化作用下的最佳油砂比.

內(nèi)蒙古地區(qū)晝夜溫差大，瀝青路面容易出現(xiàn)開(kāi)裂破壞，而紫外（UV）老化會(huì)加速開(kāi)裂破壞.因此，本文把數(shù)字圖像處理（DIC）技術(shù)與單邊切口彎曲梁（SENB）試驗(yàn)相結(jié)合，對(duì)不同UV 老化時(shí)長(zhǎng)條件下溫拌膠粉改性瀝青砂漿（CR-WAM）、熱拌膠粉改性瀝青砂漿（CR-HAM）的開(kāi)裂特性展開(kāi)研究，具有重要意義.

1 試驗(yàn)材料及方案設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)材料

基質(zhì)瀝青采用盤(pán)錦90#瀝青，橡膠粉顆粒大小為600 μm，膠粉改性瀝青（CR）是在基質(zhì)瀝青中摻入20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，本文涉及的摻量、油砂比均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)或質(zhì)量比）的橡膠粉顆粒經(jīng)濕法制備而成.溫拌劑為山東交通科學(xué)研究院自主研發(fā)的表面活性劑SDYK 與降黏劑EM，其中SDYK 為黏稠狀黃色液體，EM 為片狀白色固體. 根據(jù)已有研究成果，SDYK、EM 摻量分別為0.6%、1.0%時(shí)，溫拌效果良好.2 種溫拌膠粉改性瀝青（WCR）是在CR 中分別摻入0.6%SDYK、1.0%EM 制備而成.集料為0～5 mm的玄武巖，礦粉采用石灰?guī)r礦粉.

1.2 試件成型

本文以AC-16 型密級(jí)配瀝青混合料為基礎(chǔ)，利用比表面積法和δ體積轉(zhuǎn)化法換算而來(lái)的瀝青砂漿油砂比分別為12.15%、12.30%.2 種方法得出的瀝青砂漿油砂比相差不大，最終選取油砂比為12.30%.瀝青砂漿的配合比如表1 所示.通過(guò)馬歇爾等孔隙率法，確定SDYK 表面活性劑型溫拌膠粉改性瀝青混合料可以降低拌和、壓實(shí)溫度20 ℃，EM 降黏劑型溫拌膠粉改性瀝青混合料可以降低拌和、壓實(shí)溫度15 ℃，所以熱拌膠粉改性瀝青砂漿（CR-HAM）的拌和與壓實(shí)溫度分別設(shè)定為180、165 ℃，SDYK 表面活性劑型溫拌膠粉改性瀝青砂漿（CRS-WAM）和EM降黏劑型溫拌膠粉改性瀝青砂漿（CRE-WAM）的拌和、壓實(shí)溫度分別為160、145 ℃和165、150 ℃.瀝青砂漿小梁制作參照J(rèn)TG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中的“T0705”，先采用輪碾法制成300 mm×300 mm×50 mm 的板狀試件，再切割成190 mm×20 mm×25 mm 的瀝青砂漿小梁，最后利用小型電鋸在跨中位置切割出長(zhǎng)4 mm、寬2 mm的預(yù)制切口.

表1 瀝青砂漿的配合比Table 1 Mix proportion of asphalt mortar

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

UV 老化試驗(yàn)采用RGT-UVAH-365F 型紫外老化箱，其光源為高壓汞燈光源，額定功率為1 kW，燈管長(zhǎng)125 mm，工作電流7.8 A，燈管電壓135 V.內(nèi)蒙古年平均太陽(yáng)輻射總量為6 000 MJ/m2，紫外光輻射量約占太陽(yáng)輻射總量的6%，即360 MJ/m2.試件距光源距離為35 cm，利用紫外線光度計(jì)測(cè)得該處的紫外輻照強(qiáng)度為500 W/m2，由此可得室內(nèi)模擬室外1 a 自然UV 老化所需時(shí)間為200 h.本文模擬室外自然UV老化1（UV1）、3（UV3）、5（UV5）a，室內(nèi)所需時(shí)間分別為200、600、1 000 h.試驗(yàn)時(shí)箱內(nèi)強(qiáng)制通風(fēng)，箱內(nèi)溫度約為40～50 ℃.

SENB 試驗(yàn)采用500N 萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，控制方式為位移控制，加載速率為3 mm/min，試驗(yàn)溫度10 ℃，加載過(guò)程如圖1 所示.DIC 采集頻率為10 Hz.

圖1 SENB 試驗(yàn)原理圖Fig.1 Schematic diagram of SENB test principle（size：mm）

2 結(jié)果與分析

2.1 UV 老化對(duì)瀝青砂漿變形及損傷特性的影響

圖2 為不同UV 老化時(shí)長(zhǎng)下，各種瀝青砂漿的水平位移（U）和水平應(yīng)變（EXX）值隨加載時(shí)間的變化曲線.由圖2 可見(jiàn)：

圖2 UV 老化前后CR-HAM 與CR-WAM 的U、EXX 值隨加載時(shí)間變化曲線Fig.2 Curves of U，EXX values of CR-HAM and CR-WAM varied with loading time before and after UV aging

（1）無(wú)論是何種UV 老化時(shí)長(zhǎng)，老化前后瀝青砂漿U值曲線的演化規(guī)律大致相同.加載初期的U值很小且增長(zhǎng)緩慢，待達(dá)到某一時(shí)間點(diǎn)后，U值迅速增長(zhǎng)，說(shuō)明此時(shí)間點(diǎn)即為開(kāi)裂時(shí)間點(diǎn)，且加載初期宏觀裂縫并未生成，只是損傷累計(jì)的過(guò)程.損傷累計(jì)超過(guò)一定閾值，瀝青砂漿開(kāi)始出現(xiàn)宏觀裂縫，隨著加載時(shí)間的延長(zhǎng)，宏觀裂縫迅速發(fā)展直至破壞.進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，隨著UV 老化時(shí)長(zhǎng)的延長(zhǎng)，起裂點(diǎn)前移幅度逐漸增大，未老化瀝青砂漿的開(kāi)裂時(shí)間點(diǎn)大約在80 s，UV1 后變?yōu)?0 s，UV3 后變?yōu)?5 s，UV5 后變?yōu)? s，UV5 后瀝青砂漿幾乎是直接開(kāi)裂.此時(shí)的瀝青砂漿喪失了大部分黏性，彈性比例大幅增加.老化前后CR-WAM 開(kāi)裂時(shí)間點(diǎn)的出現(xiàn)均遲于CR-HAM，其中CRS-WAM 開(kāi)裂時(shí)間點(diǎn)的出現(xiàn)最遲，老化后開(kāi)裂時(shí)間點(diǎn)前移幅度最小，CRE-WAM 次之，說(shuō)明CR-WAM 的抗開(kāi)裂、抗老化能力優(yōu)于CR-HAM，CRS-WAM 具有最佳的抗開(kāi)裂、老化能力，CRE-WAM 次之.

（2）瀝青砂漿EXX 曲線的演化具有3 個(gè)明顯階段：第1 階段EXX 值增長(zhǎng)幅度較小且穩(wěn)定發(fā)展，第2階段EXX 值加速增長(zhǎng)至峰值，第3 階段EXX 峰值過(guò)后迅速波動(dòng)下降并趨于很小值.老化作用對(duì)EXX 值的影響主要體現(xiàn)在前2 個(gè)階段，瀝青砂漿的EXX 值在第1 階段增長(zhǎng)速率較大，在第2 階段峰值提前出現(xiàn)，且這種規(guī)律在UV5 上更加明顯.這說(shuō)明老化作用后瀝青砂漿的抗開(kāi)裂能力下降，UV5 影響更為嚴(yán)重.另外還可看出，無(wú)論在何種UV 老化時(shí)長(zhǎng)下，雖然CR-HAM 與CR-WAM 的EXX峰值均前移，但CR-WAM 前移的幅度較小，CRS-WAM 前移的幅度最小，CRE-WAM 次 之，說(shuō)明CR-WAM 的抗開(kāi)裂、抗老化能力均強(qiáng)于CR-HAM，CRS-WAM 具有最好的抗開(kāi)裂、老化能力，CRE-WAM 次之.

綜上所述，CR-WAM 較CR-HAM 具有更好的抗老化、抗開(kāi)裂能力，CRS-WAM 的抗老化、抗開(kāi)裂能力最佳，CRE-WAM 次之.這是因?yàn)閁V 老化會(huì)使瀝青質(zhì)析出，導(dǎo)致瀝青變硬、變脆，瀝青砂漿變得更加容易開(kāi)裂.SDYK 表面活性劑中的親水基和親油基抑制了部分瀝青質(zhì)的析出，從而提高了其抗UV 老化的能力.此外，摻加SDYK 表面活性劑以后，親水基和親油基會(huì)對(duì)瀝青和集料有一定的吸附作用，減小了瀝青與集料的接觸角，降低了集料的表面能，使瀝青與集料形成了更加密實(shí)的裹附結(jié)構(gòu)，大大提高了瀝青砂漿的抗裂性能.雖然親水基、親油基對(duì)瀝青與集料具有一定的吸附作用，但隨著UV 老化時(shí)長(zhǎng)的延長(zhǎng)，高能紫外線會(huì)破壞部分親水基、親油基的分子結(jié)構(gòu)，使裹附能力部分喪失，才會(huì)出現(xiàn)上述UV5 作用后瀝青砂漿近乎直接開(kāi)裂，且CR-HAM 與CR-WAM 的開(kāi)裂時(shí)間點(diǎn)非常接近的情況.此外，高能紫外線也會(huì)導(dǎo)致集料-瀝青膠漿的黏結(jié)界面更加脆弱，更易損傷，所以隨著UV 老化時(shí)長(zhǎng)的延長(zhǎng)，瀝青砂漿越來(lái)越容易開(kāi)裂.

研究瀝青砂漿小梁試件某一區(qū)域的損傷特性對(duì)裂縫的擴(kuò)展規(guī)律具有重要意義，但損傷區(qū)域的選擇并不是隨機(jī)的.損傷區(qū)域的選擇應(yīng)覆蓋裂紋擴(kuò)展路徑，這樣對(duì)于斷裂過(guò)程中的損傷特性研究才具有實(shí)際意義.同時(shí)，考慮試驗(yàn)條件最不利原則，即裂縫沿左、右兩側(cè)擴(kuò)展的極限情況，最終選取20 mm×15 mm 的矩形區(qū)域作為損傷研究區(qū)域，如圖3 所示.在此研究區(qū)域內(nèi)每隔0.5 mm 設(shè)置1 個(gè)計(jì)算點(diǎn)，共有1 200 個(gè)計(jì)算點(diǎn).

圖3 區(qū)域損傷研究區(qū)域的選取Fig.3 Selection of area damage study area

參考牛冬瑜［14］給出的損傷變量公式，對(duì)所選區(qū)域的損傷因子（D）進(jìn)行計(jì)算：

式中：Di為加載第i秒的損傷值；n為數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)；EXXij為加載第i秒第j點(diǎn)的水平應(yīng)變值為加載第i秒的水平應(yīng)變均值；DT為加載到N秒由荷載作用造成的損傷值；DTf為試件破壞時(shí)的累計(jì)損傷值.

圖4 為UV 老 化 下CR-HAM 與CR-WAM 的D值隨加載時(shí)間的變化曲線.由圖4可見(jiàn)：

圖4 UV 老化作用前后D 值隨加載時(shí)間的變化曲線Fig.4 Variation curves of D values with loading time before and after UV aging

（1）CR-HAM 與CR-WAM 的D值隨加載時(shí)間變化的規(guī)律大體相同，均為加載初期損傷緩慢累積，說(shuō)明瀝青砂漿在宏觀裂縫形成前具有一定的抗變形能力.這是因?yàn)橄鹉z粉顆粒是一種高彈材料，在瀝青砂漿受荷載變形時(shí)，膠粉顆粒會(huì)儲(chǔ)存一定的彈性勢(shì)能，所以具有良好的抗變形能力.

（2）隨著加載時(shí)間的延長(zhǎng)，損傷累積量逐漸增大，待達(dá)到某一時(shí)間點(diǎn)后損傷量開(kāi)始突增，此時(shí)宏觀裂縫已經(jīng)開(kāi)始形成，膠粉顆粒儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能得以釋放，瀝青砂漿的強(qiáng)度降低，抗變形能力越來(lái)越差.同時(shí)瀝青砂漿內(nèi)部的微裂紋與孔洞得以發(fā)展，導(dǎo)致?lián)p傷累積速度加快，直至試件破壞.

由圖4 還可看出：

（1）在加載初期，UV5 后瀝青砂漿的損傷累積最快，短時(shí)間達(dá)到開(kāi)裂，其次是UV3、UV1、原樣，說(shuō)明UV 老化后瀝青砂漿的抗開(kāi)裂能力均下降，隨著UV 時(shí)長(zhǎng)的延長(zhǎng)，下降的幅度增大，UV5 對(duì)瀝青砂漿的抗開(kāi)裂性能影響最為嚴(yán)重.

（2）UV1、UV3 后損傷累積曲線雖然向前推移，但CR-HAM 與CR-WAM 的損傷累積速率還有很大差距，CR-HAM 的損傷累積速度快于CR-WAM.而UV5 后，CR-HAM 與CR-WAM 的損傷累積速率差距不大.這是因?yàn)楦吣茏贤饩€破壞了溫拌劑的部份分子結(jié)構(gòu)，致使溫拌劑喪失部分功能.

（3）高能紫外線會(huì)使瀝青砂漿黏性喪失嚴(yán)重，彈性增加速度變快，開(kāi)始變脆、變硬，導(dǎo)致UV5 后CR-HAM 與CR-WAM 的損傷累積速率差距不大.但總體來(lái)說(shuō)，CRS-WAM 始終具有最佳的抗開(kāi)裂性能.

2.2 UV 老化對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響

對(duì)于單邊切口梁三點(diǎn)彎曲試件，應(yīng)力強(qiáng)度因子（K）值 求 解 參 考 文 獻(xiàn)［15-17］，如 式（3）、（4）所示.

式中：b為試件寬度，mm；h為試件高度，mm；M為彎曲力矩，N·mm；L為試件跨度，mm；a為裂縫長(zhǎng)度，mm；Pmax為峰值荷載，N.

根 據(jù) 式（3）、（4）對(duì)UV 老 化 前 后CR-HAM 與CR-WAM的K值進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表2所示.K值越大，表示裂紋尖端的應(yīng)力越集中，越容易斷裂.由表2可見(jiàn)：

表2 UV 老化作用前后的K 值Table 2 K values before and after UV aging N/mm3/2

（1）UV 老化后CR-HAM 與CR-WAM 的K值均增大，瀝青砂漿越來(lái)越容易開(kāi)裂.這是因?yàn)閁V 老化使瀝青膠結(jié)料發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致瀝青組分發(fā)生變化，瀝青質(zhì)析出.同時(shí)使原有的膠體平衡體系破壞，也改變了原有的高分子鏈結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其物理特性發(fā)生變化，開(kāi)始變硬、變脆，從而瀝青砂漿的抵抗裂紋擴(kuò)展能力降低，更加容易開(kāi)裂破壞.

（2）CR-WAM 的K值 始 終 小 于CR-HAM，CRS-WAM 具有最小的K值，其次是CRE-WAM.說(shuō)明瀝青砂漿老化后的抗斷裂能力下降，但CR-WAM的抗斷裂能力始終強(qiáng)于CR-HAM.CRS-WAM 具有最佳的抗斷裂能力，其次是CRE-WAM.

（3）隨著UV 老化時(shí)長(zhǎng)的延長(zhǎng)，K值大幅度增加，UV1 到UV3 的 過(guò) 程 中CR-HAM、CRE-WAM、CRS-WAM 的K值分別增加了58%、47%、46%，UV3 到UV5 分別增加了41%、49%、44%，UV3 后K值的增加幅度最大，UV5 后增加幅度減小.這是因?yàn)閁V1 時(shí)間短，瀝青砂漿黏性降低的比例較小，彈性增加量也較小，輕質(zhì)組分揮發(fā)量也較少，破壞的溫拌劑分子結(jié)構(gòu)也有限，導(dǎo)致K值并沒(méi)有大幅度提升.而UV3 時(shí)間較長(zhǎng)，破壞了大部分溫拌劑分子結(jié)構(gòu)、揮發(fā)了大比例輕質(zhì)組分，黏性部分大幅度減少，彈性部分大幅度增加，K值得到大幅度提升.UV5 時(shí)可供破壞的溫拌劑分子結(jié)構(gòu)、輕質(zhì)組分揮發(fā)的比例有限，所以K值的提升幅度有所下降.總體來(lái)說(shuō)，UV5 后瀝青砂漿的K值最大，說(shuō)明裂尖應(yīng)力集中更加明顯，更容易斷裂.綜上所述，CR-WAM 的抗斷裂、抗老化能力優(yōu)于CR-HAM，CRS-WAM 最優(yōu)，CRE-WAM 次之.

2.3 基于Abaqus圍線積分的K 值影響因素

前述探討了由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出的K值，目前工程實(shí)際應(yīng)用中采用數(shù)值解法求K值也比較多見(jiàn)，本節(jié)主要通過(guò)數(shù)值解法來(lái)求解K值，并對(duì)K值的影響因素進(jìn)行探究.此外，前文已經(jīng)研究了UV 老化對(duì)K值的影響規(guī)律，所以本節(jié)只以CRS-WAM 為例，對(duì)K值的影響因素進(jìn)行探討，其余試件K值的影響因素具有類(lèi)似規(guī)律.

圍線積分又稱云圖積分，其求解K值步驟如下：首先，創(chuàng)建部件、賦予部件屬性，同時(shí)在裂紋尖端設(shè)置應(yīng)力集中圓形區(qū)域；其次，指定裂紋路徑與裂紋尖端；最后，創(chuàng)建圍線積分Crack，裂紋奇異性節(jié)點(diǎn)采用1/4 節(jié)點(diǎn)，并設(shè)定加載模式與邊界條件，而后選擇歷程輸出請(qǐng)求K值，劃分網(wǎng)格運(yùn)行作業(yè).圖5 為裂縫長(zhǎng)度為10 mm 時(shí)未老化CRS-WAM 的K值圍線積分求解應(yīng)力云圖.從圖5可以看出，裂紋尖端的應(yīng)力集中非常明顯.表3 為圍線積分求解的K值.其中，輸出H-output-1_crack-1 有4 個(gè)值，K1為張開(kāi)型應(yīng)力強(qiáng)度因子，K2為滑開(kāi)型應(yīng)力強(qiáng)度因子.同時(shí)，根據(jù)式（3）、（4）求得CRS-WAM 裂紋長(zhǎng)度為10 mm 時(shí)的K值為7.832 N/mm3/2.基于以上兩點(diǎn)可知，采用圍線積分求解K值具有較高的可靠性.

表3 Abaqus 圍線積分求解K 值Table 3 Abaqus contour integral for K value

圖5 10 mm 裂縫應(yīng)力場(chǎng)云圖Fig.5 10 mm fracture stress field cloud image

圖6 為不同條件下的K值應(yīng)力場(chǎng)云圖.由圖6（a1）～（a5）可見(jiàn)：隨著跨中裂縫長(zhǎng)度的增加，應(yīng)力集中的區(qū)域逐漸增大；隨著裂縫長(zhǎng)度的增加，“V”型裂縫寬度越來(lái)越寬，瀝青砂漿試件的抗斷裂能力越來(lái)越差，說(shuō)明跨中裂縫越長(zhǎng)，試件越容易斷裂.由圖6（b1）～（b6）可見(jiàn)：隨著裂縫距離跨中位置越來(lái)越遠(yuǎn)，應(yīng)力集中的區(qū)域越來(lái)越小，應(yīng)力集中越來(lái)越不明顯；裂紋尖端“V”型裂縫寬度也逐漸減小，說(shuō)明距離跨中位置越遠(yuǎn)，瀝青砂漿試件越不容易斷裂，這是因?yàn)榭缰形恢盟芩嚼瓚?yīng)力的影響較大，距離跨中位置越遠(yuǎn)，水平拉應(yīng)力的影響越小，所以越不容易斷裂.由圖6（c1）～（c6）可見(jiàn)：在裂縫傾斜角度α≤30°時(shí)，隨著裂縫傾斜角度的增加，應(yīng)力集中區(qū)域的大小相差不大；在α＞30°時(shí)，隨著裂縫傾斜角度的增加，應(yīng)力集中區(qū)域開(kāi)始減小，這是因?yàn)樵诹芽p傾斜角度α≤30°時(shí)，垂直于裂縫的拉應(yīng)力分量受裂縫傾斜角度變化的影響較大；當(dāng)α＞30°時(shí)，這種影響較小，所以導(dǎo)致應(yīng)力集中區(qū)域的這種差異性.在α≤30°時(shí)，從應(yīng)力場(chǎng)云圖很難分辨傾斜角度對(duì)K值的影響，但從“V”型裂縫開(kāi)口寬度可以看出，隨著裂縫傾斜角度的增大，“V”型裂縫開(kāi)口寬度逐漸減小，瀝青砂漿試件越來(lái)越不容易開(kāi)裂.

圖6 不同條件下的應(yīng)力強(qiáng)度因子Fig.6 K values under different conditions

圖7為不同條件下的K值變化曲線.由圖7可見(jiàn)：

圖7 不同條件下的K 值變化曲線Fig.7 K values under different conditions

（1）K值隨著裂縫長(zhǎng)度的增加而增加，K值越大，表示裂紋尖端應(yīng)力奇異場(chǎng)強(qiáng)度越大，應(yīng)力集中越明顯，瀝青砂漿試件越容易因?yàn)閼?yīng)力集中而斷裂.結(jié)合圖6（a1～a5）也可以得出這一結(jié)論，通過(guò)定量分析彌補(bǔ)了定性分析的不足.

（2）隨著距離跨中位置越來(lái)越遠(yuǎn)，K值單調(diào)遞減，在距離跨中位置較近的地方遞減速率較快，距跨中越來(lái)越遠(yuǎn)，遞減速率也越來(lái)越慢.這是因?yàn)榫嗫缰形恢迷絹?lái)越遠(yuǎn)水平拉應(yīng)力的影響越來(lái)越小，瀝青砂漿試件越不容易斷裂.

（3）K值隨著裂縫傾斜角度的增加而減小，在α≤30°時(shí)減小速度非常緩慢，在30°＜α≤50°時(shí)減小速度較快，當(dāng)α＞50°時(shí)減小速度又趨于緩慢.這說(shuō)明在α≤30°時(shí)，裂縫傾斜角度對(duì)瀝青砂漿斷裂性能的影響不大，但在此區(qū)域的K值還是最大，瀝青砂漿試件最容易斷裂.在30°＜α≤50°時(shí)，裂縫傾斜角度對(duì)瀝青砂漿斷裂性能影響較大，K值減小迅速，瀝青砂漿的抗斷裂能力下降幅度較大.當(dāng)α＞50°時(shí)，裂縫傾斜角度對(duì)瀝青砂漿斷裂性能的影響又趨于緩慢，但此區(qū)域擁有最小的K值，所以最不容易開(kāi)裂.綜上所述，K值隨著裂縫長(zhǎng)度的增加、裂縫傾斜角度的減小及裂縫位置距跨中距離的減小而增大，瀝青砂漿試件也變得越來(lái)越容易開(kāi)裂.

3 結(jié)論

（1）起裂位置附近點(diǎn)的水平位移U和水平應(yīng)變EXX、應(yīng)力強(qiáng)度因子K及以EXX 定義的區(qū)域損傷因子D，均可以反映CR-WAM 和CR-HAM 在UV 老化后的抗開(kāi)裂性能.

（2）UV 老化后，瀝青砂漿的U、EXX、D、K值均增大，且隨著UV 時(shí)長(zhǎng)的延長(zhǎng)，增長(zhǎng)速率越來(lái)越快，瀝青砂漿越來(lái)越容易開(kāi)裂.利用Abaqus 圍線積分分析K值的影響因素具有較高的可靠性，K值隨著裂縫長(zhǎng)度的增加、裂縫傾斜角度的減小及裂縫位置距跨中距離的減小而增大，瀝青砂漿也變得越來(lái)越容易開(kāi)裂.

（3）無(wú)論何種UV 老化時(shí)長(zhǎng)下CR-WAM 的抗開(kāi)裂、抗老化能力均強(qiáng)于CR-HAM，CRS-WAM 具有最佳的抗開(kāi)裂、抗老化能力，CRE-WAM 次之.