沥青混合料劈裂回弹模量的研究.pdf

第39卷第3期河北工业大学学报2010年6月Vol.39No.3JOURNALOFHEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYJune2010文章编号：1007-2373(2010)03-0107-05沥青混合料劈裂回弹模量的研究罗作芬1，2，郑传超1（1.长安大学公路学院，陕西西安710064；2.西南科技大学土木工程与建筑学院，四川绵阳621010）摘要利用有限元程序对沥青混合料劈裂试验进行数值模拟，拟合并推导出弹性模量的计算公式．根据劈裂试验测得的回弹变形数据，详细阐述了一个具体沥青混合料试件劈裂回弹模量的计算过程，并分析了3种温度条件下沥青混合料的劈裂回弹模量，最后将3种受力方式下所测得的弹性模量及其对路面结构受力的影响进行了比较分析．研究成果对沥青混合料弹性模量的确定及沥青路面结构设计规范的参数选择具有重要的意义．关键词沥青混合料；弹性模量；劈裂试验；回弹变形；数值模拟中图分类号U416文献标识码AResearchontheResilientModulioftheAsphaltMixtureunderSplittingLoadingLUOZuo-fen1，2，ZHENGZhuan-chao1(1.SchoolofHighway,Chang'anUniversity,ShanxiXi'an710064,China;2.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,SichuanMianyang621010,China）AbstractThefiniteelementsoftwarewasappliedtosimulatethesplittingtestofasphaltmixture,andthecomputationformulaofelasticmoduluswasfittedout.Onthebasisofthemeasuredresilientdeformationduringthesplittingtest,thecomputationprocessofelasticmodulusoftheasphaltmixtureundersplittingloadingwasillustratedindetail.Theelasticmodulioftheasphaltmixtureundersplittingloadingatthreetemperatureswereanalyzed.Finallytheresilientmodulioftheasphaltmixturemeasuredunderthreekindsofloadingwerecomparedwitheachotherandtheirinfluenceonstressesinpavementwereanalyzed.Theresultsareofsignificanceinthedeterminationofelasticmodulusoftheasphaltmixtureandparameterselectioninspecificationsforasphaltpavementdesign.Keywordsasphaltmixture;elasticmodulus;splittingtest;resilientdeformation;numericalsimulation沥青路面结构设计中会涉及到沥青混合料弹性模量这一参数的取值问题，现行规范中采用沥青混合料抗压回弹模量，且要求按此模量计算得出的层底拉应力应小于或等于容许拉应力，而该容许拉应力则是通过沥青混合料劈裂试验测得的劈裂强度除以抗拉强度结构系数而得[1]，所以抗压回弹模量与劈裂强度这两个参数的选取就存在不对应关系．这是当前沥青路面设计规范中的一个不足之处，需进行适当修改或完善．事实上在不同受力方式的试验方法中沥青混合料具有不同的弹性模量值，且各种情况下的模量值具有较大的差距．为了能与路面结构设计指标相对应，使路面结构设计更为完善，沥青混合料弹性模量参数应选取劈裂弹性模量．但目前对沥青混合料在劈裂受力方式下的弹性模量研究较少，主要是因为没有现成的弹性模量计算公式，所以本文针对这一问题利用有限元程序对马歇尔试件的劈裂受力模式进行数值模拟，以拟合出弹性模量计算公式；同时根据劈裂试验数据计算出沥青混合料的弹性模量值；最后对三种受力方式下的弹性模量及其对路面结构受力的影响进行对比分析．1数值模拟1.1模型的建立计算时模型采用标准马歇尔试件,直径为101.6±0.25mm,高度为63.5±1.3mm，且荷载施加处垫上宽收稿日期：2009-09-16作者简介：罗作芬（1979-）