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沥青混合料力学特性的时温依赖性研究 肖月,李立斌,李强 (南京林业大学土木工程学院，江苏 南京 210037) 摘要：采用动态模量试验、抗压强度试验以及劈裂试验在不同时间和温度条件下对三种沥青混合料力学特性的时温依赖性进行了分析。结果表明：在线弹性以及大变形条件下其均满足时温等效原理，并建立了不同力学参数的主曲线。 关键词：沥青混合料，强度，主曲线，时温等效原理 中图分类号：U416. 217 文献标志码: A Time-temperature dependency of mechanical parameters for asphalt mixtures XIAO Yue, LI Li-bin, LI Qiang (School of Civil Engineering，Nanjing Forestry University, Nanjing 210037)splitting test at different time and temperature conditions. It is found that they can satisfy the time-temperature superposition principle at linear elastic and large deformation conditions. Their master curves were also obtained. Key words: asphalt mixture, strength, master curve, time-temperature superposition principle 0 引言沥青混合料是一种典型的黏弹性工程材料，其力学行为对于加载时间和温度具有明显的依赖性。目前大多数强度试验选用的变形速率为50 mm/min尚未有研究表明它与现场道路情况相符。况且，不同路况和车况条件下行车速 1 试验方案 1.1原材料及配合比设计 采用三种常用的沥青混合料进行室内试验分别定义为AC-20C（AC-20级配+普通沥青）、AC-20M（AC-20级配+SBS改性沥青）和SMA-13C（SMA-13级配+普通沥青）。矿料级配见表。三种混合料的最佳沥青用量分别为5.0%、5.0%和6.5%。 表 通过率/% 19 mm 13.2 mm 9.5 mm 4.75 mm 2.36 mm 0.6 mm 0.3 mm 0.15 mm 0.075 mm AC-20 100 80.9 65.4 50 39 16 12 6.8 3 SMA-13 100 95 62.5 27 20 16 14 12 10 1.2试件制作 动态模量和抗压强度试验采用直径100 mm×高度150 mm的圆柱体试件直径10 mm×高度1 mm的圆柱体试件直径10 mm×高度 mm的马歇尔试件。 1.3试验方法 1）动态模量试验：采用UTM-25试验机分别在五个温度水平（-10 °C，5 °C，20 °C，35 °C，50 °C）和六个荷载作用频率下（25 Hz，10 Hz，5 Hz，1 Hz，0.5 Hz，0.1 Hz）进行动态模量试验从低温到高温、从高频到低频在温度水平（20 °C，35 °C，50 °C）和个下（）进行 2 动态模量主曲线 为了将一定时温条件内的试验结果扩展到更广泛的时温域内- 温度等效原理将不同温度下的动态模量平移形成主曲线，时间-温度转化因子则代表了各温度下的动态模量曲线到参考温度下主曲线的平移距离[4]。动态模量主曲线通过( Sigmoidal)函数来描述 （1） 式中：︱E*︱为动态模量，δ，α，β，γ 为模型参数fr为温度Tr下的换算频率，由下式计算： （2） 式中：f为某温度下的实际荷载作用频率，aT为移位因子。 基于室内试验结果，20℃为参考温度，确定三种沥青混合料的动态模量主曲线如图1所示，移位因子见表2。 图1 动态模量主曲线 表 温度 AC-20 AC-20M SMA-13C -10°C 4.5 3.8 3.5 5°C 2.1 1.8 1.6 20°C 0 0 0 35°C -1.5 -1.4 -1.3 50°C -2.8 -2.7 -2.3 沥青混合料动态模量随着温度升高或荷载作用频率降低（换算频率的降低）而减小。在高温或重载长期作用下，沥青材料逐渐软化，沥青混合料呈现出明显的黏弹特性，集料内摩阻力逐渐减小，造成混合料的抗变形能力逐渐劣化[4]。对于本研究中采用的三种