提高热拌沥青合料疲劳极限以防止自下而上1.doc

提高热拌沥青混合料疲劳极限以防止纵向贯穿的 疲劳开裂 布莱恩·d·Prowell1, Brown2,r·迈克尔Anderson3,Shen4 Shihui, 塞缪尔·h·Carpenter5 这份报告通过一个项目的研究结果来验证存在热拌沥青的耐疲劳极限。 一个实际的定义，疲劳极限是经过实验室测试,采用梁疲劳测试, 证明了存在疲劳极限,它对混合粘结剂性能有影响,这个方法用来测试混合料在实验室的疲劳极限。 敏感性分析表明这变化显著影响疲劳极限的大小，永恒的人行道设计 PDG和PerRoad方法论。 介绍 人行道路基自下而上的疲劳开裂。在经典的路面设计中： 设计负载应用程序的增加, 路面厚度也必须增加。现在越来越多的人相信,对于厚人行道自下而上的疲劳开裂不容易发生。 热拌沥青混凝土的概念——一个水平耐疲劳极限应变低于没有累积损伤在无限期数量的负载周期——已经被提出,试图解释这发生的现象。因此,额外的路面厚度,需要保持压力低于疲劳极限,不会提供额外的压力。这概念对设计和经济具有显著影响。 疲劳极限的概念 Monismith和麦克莱恩(1)首次提出一个耐力上限为70，应为沥青路面，这是观察到的双对数。 1先进材料服务公司,艾尔 2美国。陆军工程兵团,维克斯堡,MS 3沥青研究所,肯塔基州的列克星敦 4华盛顿州立大学普尔曼,华盛顿州 5伊利诺伊大学香槟分校乌尔班纳,伊尔 一个口头报告是由Prowell博士提出。 PROWELL, BROWN, ANDERSON, SHEN, CARPENTER 应变和弯曲周期之间的关系聚集低于70微应变大约在500万周期。Maupin和弗里曼(2)指出，相似的收敛使用低应变设计原则,Monismith和麦克莱恩(1)设计了路面结构的增加疲劳寿命人行道上从12到大约19多年。 在这个领域,在联合王国(英国)和Nishizawa等艾尔(4)在日本提出古典长寿命路面的概念，自底向上的疲劳裂纹将不会发生。(3)定义了长寿命人行道,去年至少40年没有加强结构。英国的路面设计系统是基于道路实验 2000万标准轴上的。本研究旨在调查这些关系被外推到超过2亿标准轴。纳恩(3)评估最严重的人行道在英国其中大部分已经进行超过1亿标准轴来评估当时的电流设计系统。纳恩(3)总结: ?表面开裂是高流量人行道常见的现象,但是几乎没有证据表明是自下而上的疲劳。表面开始裂缝往往停留在深度4。(100毫米)。 ?观察到厚人行道的刚度增加了，随着时间的推移,最有可能由于粘结剂老化。还不会倾向于路面发生弱化由于积累的损伤。 ?最小长寿命路面的厚度被推荐在7.9。 最大厚度在15.4. .范围是一个 基于各种各样因素的,如粘合剂刚度。 Nishizawa(4)在公布的200微应变疲劳极限的基础上 分析了日本的人行道。同样,应变水平沥青层底96年和158年之间的微应变计算是基于从落锤对长寿命路面弯沉仪在堪萨斯的backcalculated刚度数据来的(5)。其他(6、7)也是报告类似的结果, 特别是自下而上的疲劳开裂的厚人行道和常见的自上而下的开裂。 疲劳寿命影响因素 大量的疲劳研究是在1960年和1970年进行的。 艾普和Monismith(8)提出了一个汇总的结果，从粘合剂刚度、沥青含量、骨料类型、骨料分级和空隙的内容。作者得出结论,粘合剂刚度和较大的空隙含量都会影响疲劳寿命，A003-A SHRP的研究(9)指出,角骨料倾向于更长的疲劳寿命。哈维和蔡(10)评估了沥青含量对含气率和疲劳寿命的影响。 纵向贯穿的疲劳开裂 生产样品。这导致气孔高度相关的沥青含量在一个给定的混合在这种情况下沥青含量和疲劳寿命没有一点关系。在这种况下,特定的孔隙率水平是有针对性的,导致疲劳寿命之间的关系与两个空隙内容和沥青含量有关。粘上了粘结剂(被斯图加特)，一个典型的参数用于疲劳寿命预测方程。哈维和蔡(10)警告使用孔隙充满了粘结剂来自不同组合的含气率和沥青含量会产生相同的被斯图加特。 Maupin和弗里曼(2)提出,几乎没有增加疲劳寿命造成增加0.5%的粘合剂,但重要的增长即增长1.0%粘合剂。 聚合物改性 疲劳测试和分析了沥青混合料中沥青粘结剂含量已经在几项研究中进行。1988年,古德里奇提出了一个早期的研究混合聚合物改进后的疲劳性能(11)。结果表明,两种改进的沥青粘结剂疲劳寿命是一个数量级大于未修改的沥青粘结剂的疲劳寿命。 Monismith et al。(12)的开发设计。在这项研究中, ar - 8000(大致相当于一个PG 64 - 10或PG 64 - 16)和PBA-6a(PG 64 - 40)沥青粘结剂被用来准备混合测试。在20°C时测试采用AASHTO T321过程, 测试的PBA-6a混合物的疲劳寿命大约是一个数量级(十次)大于a