粗集料接触参数对沥青混合料损伤演化的影响

作者：牛冬瑜; 谢希望; 牛艳辉^*; 盛燕萍; 孟建党; 杜亚志

来源：中国公路学报, 2020, 33(10): 201-209.

DOI：10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.10.014

• 道路工程
• 沥青混合料
• 数字图像相关方法
• 细观损伤
• 粗集料接触参数

为了揭示沥青混合料内部细观损伤对宏观性能的影响,基于DIC方法与四点弯曲疲劳试验,对不同粗集料接触状态的混合料细观损伤尺度效应进行研究。首先以颗粒堆积理论与粒子干涉理论为基础,提出可表征细观主骨架结构状态的颗粒接触主力链配位参数(npfc)计算方法。采用SAC设计方法,通过控制关键筛孔2.36～4.75mm的分计筛余质量百分比,设计4组可反映不同粒径尺寸集料组合形式的SAC16级配(B60S00～B60S15),计算不同级配沥青混合料对应的npfc。其次,结合DIC方法与四点弯曲疲劳试验,分析疲劳荷载作用下沥青混合料小梁试件水平应变场演化特征,并提出混合料疲劳损伤因子定量分析方法。最后对不同粗集料接触参数的沥青混合料的细观损伤演化特征、疲劳损伤因子槇DFD及表征宏观抗疲劳性能的Km进行分析。研究结果表明:随着疲劳荷载作用次数的增加,4种不同npfc混合料的水平应变量逐渐增大,各槇DFD也均显著增加;随着npfc的增大,槇DFD明显减小,当npfc=7.73～9.55时,槇DFD较小,混合料的疲劳细观尺度损伤叠加效应较小;同时,随着npfc增加,Km呈先增大后略微减小的趋势;当npfc=7.73～9.55时,对应的宏观抗疲劳性能较好;因此,选取合理的npfc可优化沥青混合料内部主骨架细观结构状态,减少细观尺度损伤叠加效应影响,提高沥青混合料的宏观抗疲劳性能。

• 单位
  长安大学; 建筑工程学院; 中原工学院