Studyonlowtemperatureperformanceof
Transcription
Studyonlowtemperatureperformanceof
) J o u r n a lo fS o u t h e a s tUn i v e r s i t y(En g l i s hEd i t i o n Vo l . 1 9 No. 2 J u n e 2 0 0 3 —7 I S S N1 0 0 3 9 8 5 St udyonl owt emper at ur eper f or manc eof Gus s as phal tons t eeldec k swi t hhar dbi t umen Ya n gJ u n (Co ,S ,Na ,Ch ) l l e g eo fTr a n s p o r t a t i o n o u t h e a s tUn i v e r s i t y n j i n g2 1 0 0 9 6 i n a : Us ,t Abs t r a c t i n gaHa mb u r gwh e e l t r a c kt e s td e v i c e h er e s i s t a n c et or u t t i n go fGu s s a s p h a l ti st e s t e da n dc o mp a r e d. Gu s s a s p h a l twi t hh a r db i t u me nh a sg o o dr e s i s t a n c et or u t t i n g.Th er e l a t e dr e s i s t a n c ea b i l i t i e st oc r a c k i n ga tl o wt e mp e r a t u r eo f Gu s s a s p h a l ta r et e s t e da n dc o mp a r e dt h r o u g hf l e x u r a le x p e r i me n t sa n dt h ec o mp o s i t es t r u c t u r ef a t i g u et e s twi t ht e mp e r a t u r e d r o p p i n g.Gu s s a s p h a l twi t hh i g hp e r f o r ma n c ep o l y me rmo d i f i e db i t u me nh a sal o n g e rf a t i g u el i f ea n dal o we rb r e a k i n g ;t t e mp e r a t u r e h e yc a nb eu s e di nt h ef u t u r es u r f a c e sf o rs t e e lb r i d g ed e c k si nGe r ma n y. : Gu ;s ;h ;h ;l Ke ywo r ds s s a s p h a l t u r f a c e sf o rs t e e ld e c k s a r db i t u me n i g hp e r f o r ma n c ep o l y me rmo d i f i e db i t u me n o wt e mp e r a t u r e p e r f o r ma n c e Be c a us eo fg o o df l e x i bi l i t ya ndf a t i g u er e s i s t a n c e , d c h a r a c t e r i s t i c s o f Gu s s a s p ha l t o ubl e d e c k e d Gu s s a s pha l ts t r u c t ur e sa r eu s e dt hr o u g ho utGe r ma n y. ,t Th ede s i g nl i f eo fGus s a s p ha l ti s1 5t o2 0y e a r s he v a r i o uspr o bl e mso fs ur f a c e sa pp e a r e da f t e r1o r2o f [ , ] 1 2 u s ey e a r s .Rut t i n gi so n eo ft hemo s tf r e qu e nt d a ma g e se v e n t ho ug h t he Eur o p e a n c l i ma t e i s ,i mo de r a t e.Tor e duc et her ut t i ng tha sb e e ns u g g e s t e d t oa p pl yha r d e ra n dpo l y me r mo di f i e dbi t u me n. 1 TheOr i gi noft hePr o bl e m , “Ad I n Ge r ma n y di t i o n a lt e c hni c a lc o nt r a c t c o n di t i o nsa ndg ui d e l i n e sf o rt hepr o du c t i o no fbr i d g e ”(ZTV )[3] i BEL ST 9 2 sf o rt h e s ur f a c e so ns t e e l pr o t e c t i o na nd s ur f a c el a y e rwi t ha s p h a l to ns t e e l br i dg e s .I ts t i p ul a t e dt heus eo fPmB4 5a sabi n de rf o r br i d g e s .No tpo l y me rmo di f i e dbi t u me na r enol o n g e r pe r mi t t e dpr e v e ntt hec r a c ksf r o ma pp e a r i ngf r e q ue nt l y a te a r l yde e pt e mp e r a t ur eo v e rt h el e n g t hwa y ss t i f f n e s s . ,r Ont heo t h e rha n d o a dc o n s t r u c t i o na d mi ni s t r a t i o nsa ndbui l di ngc o mp a ni e sa l s od e s i r et or e d uc e r ut t i nga ndg e tmo r es t a bl es ur f a c e swi t hPmB2 5i n s t e a d ,t o fPmB4 5.Ho we v e r he i mpr o v e me nto fs t a bi l i t y wo ul d me a n ad e t e r i o r a t i o n o fl o w t e mp e r a t ur e pe r f o r ma nc eo fs ur f a c e s . I ti st hepur po s eo ft hi ss t u d yt of i n do utwh e t h e ri t i spo s s i bl ef o rGus s a s pha l twi t hPmB2 5t oi mpr o v et he s t a bi l i t ya sd e s i r e d a nd n o tt od e t e r i o r a t el o w t e mpe r a t ur e pe r f o r ma nc e t hr o u g h l a b o r a t o r y e x a mi na t i o n(wh e e lt r a c ki ngt e s ta ndf a t i g u ee x a m). Re c e i v e d2 0 0 3 0 2 2 4. :Ya —),f ,d ,a , Bi o g r a phy n gJ u n( 1 9 6 8 e ma l e o c t o r s s o c i a t epr o f e s s o r y a ng j u n@s e u. e d u. c n. Th usi nt hef ut ur es t a bl es ur f a c e sc a nbeb ui l twi t ha l o ng e rl i f e. 2 Me t ho di c a lPr o c e dur e 5di f f e r e ntbi nd e r sa r epr e d e f i ne db yt heBAStt o pr o du c e Gus s a s pha l t . The y a r e no r ma l bi t u me n ,t B3 0/ 4 5 wopo l y me rmo di f i e dbi t u me nPmB4 5a nd ,t PmB2 5 wo hi g h pe r f o r ma nc e mo di f i e d bi t u me n )a (PmB2 S e a l o f l e x5 5 0(S FB5 5 0 n dOl e x o bi tNV2 5 5 ). The e s o bi t x a mi na t i o n so fba s i c ma t e r i a l s + Sa (bi ,a ,a ),mi t u me n g g r e g a t e n df i l l e r xde s i g na ndt he whe e l t r a c ki ngt e s twi t ht heHa mbur gWh e e lTr a c ki ng De v i c ea r ec a r r i e do ut . ,a Wh e nt het e mpe r a t ur edr o ps s pha l tbe c o me s h a r da ndl o s e sg o o df l e x i bi l i t y.Thef l e x ur a ls t r a i no f Gus s a s ph a l tpr i s ms( 4c m × 4c m ×1 6c m) wi t h di f f e r e ntbi t u me nsa r et e s t e da n dc o mpa r e da tl o w ,s ,0 ,-5a t e mpe r a t ur e s u c ha s5 nd-1 0℃. Th el o wt e mpe r a t ur epe r f o r ma nc eo fGu s s a s pha l t a r ede c i de db yt h ec o mpo s i t es t r u c t ur ef a t i g uee x a ma t , di f f e r e ntt e mp e r a t ur e sd o wnt ot hef a i l ur eo fbe a ms ,a whi c ha r epr o duc e dwi t hs t e e lpl a t e d he s i v el a y e ra nd ,a Gus s a s ph a l t st h ea c t u a ls ur f a c i ng so ns t e e lde c k s . Th ee x a mi ni ng t e mpe r a t ur e sa r ec a r r i e do ut3 K d e c r e a s e dpe rs t e pf r o mt h ef i x e ds t a r tt e mpe r a t ur eby t hepr e t e s t .Thee x a m be a mi ss ubj e c t e dt ol o a d a l t e r n a t i o na f t e rr e a c hi ngt hee x a mi ni ngt e mpe r a t ur e 5 ,r ,s y c l e s e s p e c t i v e l y ubj e c t e dt oa s t e p wi t h1 0 c pr e de f i ne dl o a da n dpr e de f i ne df r e que n c y(2Hzi n [ ] 4 ) a c c o r da nc ewi t ht heTP BEL S T i nt hef a t i g uet e s t . 3 Bi nde rRe l at e dI ndi c e sa ndMi x t ur eGr a da t i o n Th er e l a t e di ndi c e so fbi nde r sa r ei nTa b. 1.The S t u d yo nl o wt e mp e r a t u r ep e r f o r ma n c eo fGu s s a s p h a l to ns t e e ld e c k swi t hh a r db i t u me n 161 Ta b. 1 Bi n d e rr e l a t e di n d i c e s Bi n d e r Ne e d l ep e n e t r a t i o n/ mm S o f t e ni ngpo i n t / ℃ (g ·c De ns i t y/ m-3) Fr a a r e a ki n gpo i n t / ℃ βb El a s t i cr e c o v e rp e r c e n t / % 3 -9 7 0 -1 — 1 0 3 87 6 9 0 1 0 3 09 B3 0/ 4 5 3 6 5 7 PmB4 5 4 7 6 0 PmB2 5 3 3 6 9 NV2 5 3 0 7 2 2 0 -1 3 0 -2 S FB5 5 0 5 8 1 0 1 4 5 -1 6 5 5 1 0 3 08 8 7 0 1 0 3 57 1 0 1 84 : Thes ’tp ,i ;— I ’tb ,b ,t No t e a mpl ewa s n ul l e dt ode ma n dl e ng t h tbr o k e th a s n e e nt e s t e d e c a u s ei ti san o r ma lb i n d e r h eo t h e r sa r e po l y me r mo d i f i e db i n d e r s . l i me s t o n ef i l l e ra ndb a s a l ta g g r e g a t ea r eu s e di nt he t e s t .Themi x t ur eg r a d a t i o na ndt h eg r a d a t i o ni nZTV [] As p h a l t St B2 0 0 15 a r ei nTa b. 2. Thr o u g ht h eGu s s a s p h a l tp e n e t r a t i o n st e s ta t4 0℃, t heo pt i ma lbi n de rc o nt e nt so fe a c hGus s a s ph a l ta r e d e t e r mi ne da nd t he hi g ht e mpe r a t ur e pe r f o r ma nc e s a r e t e s t e d wi t ht he Ha mb ur g whe e l t r a c ki ng de v i c e ,whi u nd e rt h es a mec o n di t i o n c ha r ea t5 0℃,wi t h r ubb e rwhe e la ndi na na i rba t h.Th et e s tr e s ul t sa r ei n Ta b. 3.Gu s s a s p ha l twi t h ha r d bi t u me n ha shi g he r r e s i s t a n c et or ut t i ng. Ta b. 2 Mi x t u r eg r a d a t i o nf o rGA0/ 1 1S Si e v e s i z e/ mm 1 1 8 5 2 0. 7 1 0. 2 5 0. 0 9 Pa s s i n gpe r c e nt / mm Co mp o s i t e g r a d a t i o n 9 4. 8 7 5. 4 6 1. 2 4 8. 9 3 8. 9 3 2. 3 2 5. 9 4 Gus s a s pha l twi t hHa r dBi t ume nWhe e l Tr a c kTe s t s Up p e rl i mi to fZTV Lo wl i mi to fZTV p ha l t St B2 0 0 1 As p h a l t St B2 0 0 1 As 9 0 1 0 0 7 0 8 5 5 8 7 0 4 5 5 5 3 2 4 8 2 4 4 0 2 0 3 0 Ta b. 3 Te s tr e s u l t so fGu s s a s p h a l twi t hHa mb u r gWh e e l Tr a c k i n gDe v i c e 4 De f o r ma t i o na t2×1 0 c y c l e s/ mm Fi x e dp o i n tv a l ue S e c t i o na v e r a g ev a l u e Pl a t e spa r a me t e r s Bi n d e r Co nt e n t / % B3 0/ 4 5 7 1 2 5 6 7 1 8 4. 0 6 5 B3 0/ 4 5 7 1 2 5 5 8 2 1 4 2 5. 0 PmB4 5 7 2 2 5 5 1 1. 0 4. 0 3 3 (g rv o i d/ % ·c De ns i t y/ m-3) Ai Th i c k ne s s/ c m Te s t PmB4 5 7 2 2 5 5 1 1 4 1 4 5 PmB2 5 7 5 2 5 6 2 0 9 4 1 2 5 PmB2 5 7 5 2 5 8 2 0 1 4 1 2 2 NV2 5 7 4 2 5 6 7 1 8 4 1 2 8 NV2 5 7 4 2 5 6 4 1 9 4. 0 2 7 S FB5 5 0 6 9 2 5 5 8 1 8 4 1 1 8 S FB5 5 0 6 9 2 5 5 7 1 9 4 1 3 2 5 Gus s a s phal tFl e x ur alSt r a i nTe s t s Fo r mr ut t i ngpl a t e sa n dc utpl a t e st opr i s ms .The s i z eo fpr i s msa r e4c m ×4c m ×1 6c m.Thet e s t ,0 ,-5a nd-1 0℃.Us ec o o l i ng t e mp e r a t ur e sa r e5 b o xt oma ket h es a mpl e sr e a c ht h et e s tt e mp e r a t ur e. Thel o a ds pe e di s5 0mm/ mi nwi t h o uta ne n v i r o n me nt a l t e mp e r a t ur ec o nt r o lb o x.Th et e s tr e s ul t sa r ei nTa b. 4. , t Wh e n t he t e mp e r a t ur e dr o p s h e br e a ki ng s t r e ng t ha ndf l e x ur a ll i mi ts t r a i no fGu s s a s p h a l tpr i s ms wi t h po l y me rmo di f i e d bi t u me n be c o me s ma l l e ro r ,a n dt hebr e a ki n g r e ma i na tas i mi l a rl o we rl e v e l s t i f f n e s smo d ul usbe c o me s bi g g e ro rr e ma i n sa ta s i mi l a rhi g he rl e v e l .Th et e s tr e s ul t sa r es i mi l a rt o [ , ] 6 7 o t he rr e s e a r c ha c c o mpl i s h me nt s .The ya r er e l i a bl e. Av e r a g e Te s t Av e r a g e 7 4 5 8 5. 7 3 9 5. 3 6 6 3 9 4 6 2. 8 2. 4 2 7 2. 8 3. 0 2. 8 3 2 3 1 2. 3 2. 5 3 5 2 9 ,i Dur i ng t h et e s tt e mp e r a t ur e pe r i o d ti sa l i t t l e di f f i c ul tt of i ndt heo bv i o usdi f f e r e n c ebe t we e ndi f f e r e nt Gus s a s ph a l t s .Fur t he rf a t i g uet e s t sa r ene c e s s a r y. Ta b. 4 Gu s s a s p h a l tf l e x u r a ls t r a i nt e s tr e s u l t s Gu s s a s p h a l t S FB5 5 0 Br e a k i n g Br Te mpe r Br e a k i n g e a ki n gs t i f f n e s s a t u r e/ ℃ s t r e n g t h/ MPa s d ul u s/ GPa t r a i n/ 1 0-3 mo 5 1 8 1 1 4 8 2 1. 2 8 6 S FB5 5 0 0 1 3 3 1 1 6 4 1. 2 3 2 S FB5 5 0 -5 1 1 8 6 6 9 1. 8 1 1 S FB5 5 0 0 -1 1 1 5 6 6 3 1. 8 0 3 5 1 4 7 8 7 7 1. 6 9 6 PmB2 5 0 1 3 8 1 0 2 3 1. 3 7 0 PmB2 5 -5 1 0 4 6 2 2 1. 6 9 7 PmB2 5 0 -1 1 0 6 6 2 0 1. 7 6 1 PmB2 5 Ya n gJ u n 162 [,,] 6 Fat i g ueSpe c i me nsFa br i c a t i o n348 a nd Appa r at us Thes i z eo ft hes t e e lpl a t e si s7 0 0mm×2 0 0mm× 1 2mm. Thes ur f a c epr e p a r a t i o no fs t e e lpl a t e si sc a r r i e d , ti st oc l e a nt h e o uti na c c o r da n c ewi t hTP BEL ST i r u s to f ft hes t e e lpl a t ea ndma kei t ss ur f a c ec o ndi t i o n me e tt hede ma n dso fRe i nh e i t s g r a dS A21/ 2. Th ea dh e s i v el a y e ri saki nd o ft hr e e l a y e r e d , whi c hi nc l u de st woe po x ya s p h a l tl a y e r s s t r uc t ur e (I ,I )a c o s i tHM Pr i me r c o s i tHa f t ma s s e t t a c he dt oa ).The r u b b e rmo di f i e da s pha l tl a y e r(Es habuf f e rl a y e r f a br i c a t i o ni sc a r r i e do uti na c c o r d a n c e wi t ht he ,s c o r r e s po ndi n gh a n db o o k sa n ds p e c i f i c a t i o n s u bj e c tt o pr o f e s s i o na la d v i c e.Thet o t a lt hi c kne s so ft hea d he s i v e l a y e ri s1 0mm o rs o.Th el a b o r a t o r yo fI ns t i t utf ür nwe s e na tRWTH AACHEN c a r r i e so utt h e St r a βe f a br i c a t i o nso fa dh e s i v el a y e r sa n dGu s s a s phl a tl a y e r s o ff a t i g ueb e a ms .Thes a meo pt i ma lbi t u me npe r c e nt s wi t ht hewhe e l t r a c ki ngt e s ta r ea d o pt e df o rGus s a s ph a l t l a y e r so fe a c hbi t u me n.Thepr o t e c t i o na n ds ur f a c e l a y e ri s3 5mmo ft hi c kne s sr e s p e c t i v e l ya nd1 5 0mmo f wi dt ha tt h e mi d dl eo ft h es t e e lpl a t e. Th e mi x a s p h l a t i s 2 5 0 ℃ w i t h 6 0 r / m i nf o r 1 t e mp e r a t ur eo fGu β mi na ndt her e t a i ni ngt i mei s1hwi t h1 0r / mi n. The a i rv o i d pe r c e nt a g e so fa s p h a l te x e r t [ , , ]] 7 9 1 0 ,t s i g ni f i c a nti mpa c to nt he i rf a t i g u el i f e h e ymu s t bec o nt r o l l e da tt h es a mel e v e l .Br o ke ns pe c i me n swe r e u s e dt oc he c kt hea i rv o i dso fGus s a s p ha l t .Th er e l a t e d t e s tr e s ul t sa r ei nFi g. 1.Th ea i rv o i dp e r c e nt a g e so f Gu s s a s pha l ta r ec o nt r o l l e dn o tt oe x c e e d2%.The f a br i c a t i o na ndc o nt r o lme t h o d so ft hef a t i g ueb e a msa r e s ui t a bl e.Th ef a t i g u et e s tr e s ul t so fs p e c i me n sa r e r e l i a bl ea ndc o mp a r a bl e. ,wi c o ndi t i o n sa ndme c h a ni c a li nf l u e nc e s t hwhi c ht h e l i f t i ngmo v e me nta ndt o u c hi n gdo wno ft hel o a dde v i c e d ur i nge x p e r i me nt a le x e c ut i o ns ho ul dbea v o i d e d. 7 Fa t i g ueEx pe r i me nt a lMo de l ,t , Af t e ral o to fpr e t e s t s het e s tmo de li sde c i de d 1f i e l dmo d e lwi t ht hes pa nL = 3 5 0mm i sa d o pt e d. Th e3 5 0mmo fs a mpl ei ss t o r e do nt h et wos t e e lr o l l e r s ( ) eFi g. 2 .Thel o a di s wi t h5 0mm o fdi a me t e r Se b o ug hti n1s t e e lr o l l e rwi t h5 0mm o fdi a me t e ra bo v e t hes t e e lpl a t ei nt ot hes a mpl e.Thel o a dr o l l e ri sa tt h e mi ddl et os u pp o r ts t e e lr o l l e r s . :mm) Fi g. 2 Fi e l dmo d e l(u n i t I no r de rt ode c i det hes ui t a bl el o a df o rt hen e x t ,r e l a t e dt e s t sa r ec a r r i e do ut .Ba s e do n f a t i g uet e s t s , t t he c o nt r o l l e d r e qui r e me nt so fs t e e l pl a t e h e ma x i mu mde f l e c t i o no fs t e e lpl a t ewi t ho utGus s a s ph a l t , ndt h ec o r r e s po n di ngdy n a mi cl o a do f6 4 i s0 9 5mm a t h7k No fwa i t e r k Nwa sf o u nda t2 0℃.At-3℃,wi , l o a da n d0 5k No fbo t t o ml o a d f o rs pe c i me nswi t h 5 , ’t B3 0/ 4 5 1 0 c y c l e swe r ec a r r i e do ut .Cr a c k sc o ul dn b ef o u ndbe c a u s eo ft hes ma l l e rde f l e c t i o n.Ba s e do n ,t t hed e f l e c t i o nme a s ur ev a l ue sf o rs t e e lbr i dg e s h e ma x i mu md e f l e c t i o no fs t e e lde c ki s0 5mma t1 5t o2 5 [] rt h es pe c i me nwi t hNV 2 5a t2 0℃, t h e ℃ 2 .Fo ( ) c o r r e s po n di n gs t a t i cl o a di so nl y4 8k N Se eFi g. 3. Fi g. 3 Lo a dv s .d e f l e c t i o na td i f f e r e n tt e mp e r a t u r e s Fi g. 1 Ai rv o i dp e r c e n t a g e so fGu s s a s p h a to ff a t i g u es p e c i me n s Thel a b o r a t o r yo ft heI n s t i t utf ürEi s e nh üt t e n ku n d e a tRWTH AACHENc a r r i e so utt h ef a t i g u et e s t s .The l o we s tt e mpe r a t ur eo fc o o l i ngr o o mi sa b o ut-2 0℃. Thes t a t i ca nddy na mi cde f l e c t i o nsa r eme a s ur e da n d r e c o r de dt hr o u g ht hedi s pl a c e me nts e ns o r sa n dc o mp u , t e r .Thel o a df u n c t i o nc o r r e s p o ndst oas i nef un c t i o n whi c hs wi ng swi t hc o n s t a ntl o a da mpl i t u deb e t we e nt h e bo t t o ml o a dFo a n dwa i t e rl o a dFg.Th er e qui r e me nt s f o rt hebo t t o ml o a da r eba s e do nt h ee x pe r i me nt a l Br e a ki n gt e s t swi t hs t a t i cl o a dwa ywe r ec a r r i e do u t (S ).Th e eFi g. 3 ea s p h a l td e f l e c t i o nd e v e l o p me nt sa r e d i f f e r e nta tr o o mt e mp e r a t ur e( 2 0℃)a n dl o wt e mp e r ,wh a t ur e(-3℃).Atr o o mt e mp e r a t u r e e nt h ed e f l e c ’tbr t i o ni s2 0 0mm,t h ea s p h a l twi t hNV2 5d o e s n e a k a n dt h ec o r r e s p o n di n gl o a di s1 8k N; b uta tl o w ,wh t e mp e r a t u r e e nt h ed e f l e c t i o ni so nl y0 6 5mm,t h e a s p h a l ts t a r t st oc r a c ka n dt h ec o r r e s p o n di n gl o a di s2 7 ,a k N.Wh e nt h et e mp e r a t ur ed r o p s s p h a l tb e c o me s h a r d e ra n dl e s sf l e x i bl e.Th es t r e n g t ha n dl i mi td e f o r S t u d yo nl o wt e mp e r a t u r ep e r f o r ma n c eo fGu s s a s p h a l to ns t e e ld e c k swi t hh a r db i t u me n ma t i o no fa s p h a l twi t hn o r ma lbi t u me n B3 0/ 4 5a r e s ma l l e rt h a na s p h a l twi t hNV2 5a tt h es a met e mp e r a t u r e (-3℃). ,f Ba s e do nFi g. 3 o ra s p ha l twi t hNV2 5a t-3℃, t h ey i e l dl o a di s2 0k N.Th es ui t a bl el o a ds h o ul dbe l e s st ha n2 0k N.Fo ra s ph a l twi t hB3 0/ 4 5a t-3℃, t h ebr e a ki ngl o a di sl e s st h a n1 8k N.Co mp a r e dwi t h ,t h es ui t a bl el o a d wo ul db e o t he rr e s e a r c hr e s ul t s b e t we e n1 3k Na nd1 6k N. ,s An a l y z i n gt h et e s td a t ai nTa b. 5 o mer u l e sa r e ,t h ed e f l e c t i o n si n f o u n d.Ast h el o a dc y c l e si n c r e a s e )a c r e a s e(a s p h a l td e v e l o p sc r e e p tt h es a met e mp e 163 r a t u r e.As p h a l tb e c o me sh a r da n dd e f l e c t i o ns h o ul d ,b d e c r e a s ea st h et e mp e r a t u r edr o p s u ta s p h a l tr e ma i n s ; h ed e f l e c t i o no fn e x ts t e pa tt h e t h el o a dhi s t o r y t b e g i n n i n gi sl e s st h a nt h ed e f l e c t i o no fl a s ts t e pa tt h e e n da n di sbi g g e rt h a nt h ed e f l e c t i o no fl a s ts t e pa tt h e b e g i n n i n gf o rt h es a mes p e c i me n.Lo a dp a u s ei sa p p l i e d t oc h a n g et h et e mp e r a t u r e swhi c hma k e sa s p h a l tr e l a x s t r e s sa n dr e c o v e rd e f o r ma t i o n.Th es a mee x p e r i me nt a l c o n d i t i o ni sv e r yi mp o r t a n t .Th ec o mp o s i t es t r u c t ur e f a t i g u et e s tc h e c k st h ec o mpr e h e n s i v ea bi l i t yo f , whi c h i n c l u d e s Gu s s a s p h a l ta tl o w t e mp e r a t ur e ,d r e s i s t a n c et of a t i g u e e f o r ma t i o nr e c o v e r ya n ds oo n. Ta b. 5 S u i t a b l el o a dd e c i s i o n Bi t u me n B3 0/ 4 5 B3 0/ 4 5 NV2 5 NV2 5 NV2 5 NV2 5 NV2 5 S FB5 5 0 S FB5 5 0 S FB5 5 0 S FB5 5 0 S FB5 5 0 S p e c i me n Wa i t e rl o a d/ kN Te mpe r a t u r e/ ℃ 9 9 5 5 5 7 7 1 1 2 2 2 1 3 1 6 1 6 1 6 1 3 1 3 1 3 1 6 1 6 1 5 1 5 1 5 -3 -3 -3 -6 -3 -6 -9 -3 -6 -3 -6 -9 Dy n a mi cd e f l e c t i o n/ mm Te s tr e s u l t s 5 Be g i n ni ng Cr a c k I n c r e me nt 1 0 c y c l e s 0 0 8 2 0 0 8 2 0 Noc r a c k 3 0 1 0 8 0 1 5 9 0 1 8 1 0 0 5 1 0 0 7 3 Cr a c ka t5 1×1 0 0 2 0 6 0 2 2 4 0 0 1 8 Noc r a c k 3 0 2 0 7 1 2 1 3 1 0 0 6 Cr a c ka t3 6×1 0 0 1 8 1 0 1 8 4 0 0 0 3 Noc r a c k 0 1 2 3 0 1 3 7 0 0 1 4 Noc r a c k 0 0 7 7 0 0 8 5 0 0 0 6 Noc r a c k 0 1 4 0 0 1 7 2 0 0 3 2 Noc r a c k 3 0 1 5 1 0 1 9 5 0 9 3 3 0 0 4 4 0 7 8 2 Cr a c ka t2 0×1 0 0 0 9 3 0 0 8 2 0 1 1 Noc r a c k -0 0 1 0 0 0 1 3 3 0 0 3 3 Noc r a c k 0 8 2 1 Cr a c ka tt h eb e g i n n i ng 8 Fat i g ueTe s tRe s ul t sa ndDi s c us s i o n ),t Ba s e do nt hepr e v i o ust e s tr e s ul t s(Se eTa b. 5 o g e ta c l e a rbr e a ki ng t e mpe r a t ur el i s tf o rdi f f e r e nt ,t )1 bi t u me ns heupp e rl i mi tl o a d(wa i t e rl o a d 5k Nha s be e nde t e r mi n e dt ob et hes ui t a bl el o a d.Fur t h e rt e s t ,t he s a me s t a r t r e s ul t su nd e rt he s a me c o n di t i o n t e mpe r a t ur ea ndc o n s t a ntl o a dc o nt r o l l e dwa ya r ei n ,t hes o f t e r Ta b. 6.Ba s e do nt het e s tr e s ul t si nTa b. 6 )i a s pha l t(PmB4 5 sc r a c ke de a r l i e rt ha nt h eha r de r ).Thi a s pha l t(PmB2 5 si st h eo p po s i t ec o n c l us i o no f t r a di t i o n a lwi s do m. Ta b. 6 Fa t i g u et e s tr e s u l t sa tl o wt e mp e r a t u r e Bi t u me n S p e c i me n Wa i t e rl o a d/ kN Te mpe r a t u r e/ ℃ Dy n a mi cd e f l e c t i o n/ mm Be g i n ni ng Cr a c k 5 c y c l e s 1 0 I n c r e me nt Te s tr e s u l t s Mi c r o c r a c ka tt h e ,b ’tf b e g i n n i n g u tc a n i n di t PmB4 5 2 1 5 -3 0 1 1 3 0 1 1 4 0 0 0 1 PmB4 5 PmB2 5 PmB2 5 2 2 2 1 5 1 5 1 5 -6 -3 -6 0 6 4 8 0 1 1 6 0 7 8 8 0 3 2 9 0 2 1 3 1. 0 0 6 PmB4 5 1 1 5 -3 0 1 4 6 0 1 1 0 0 3 6 -0 Mi c r o c r a c ka tt h e ,b ’tf b e g i n ni ng u tc a n i n di t PmB4 5 1 1 5 -6 0 1 7 2 1 3 7 5 1 2 0 3 , Thi n ki th a sbr o k e n ’tf b utc a n i n dc r a c k PmB4 5 1 1 5 -9 0 7 6 7 0 7 7 0 0. 0 0 6 Ob v i o u sc r a c k Thedi f f e r e ntwa y so fc r a c ki ngr e s ul tf r o mdi f f e r e nt t y pe so fa s ph a l ta tdi f f e r e ntt e mpe r a t ur e s .At-6℃ a nd1 6k N,NV2 5a ndSFB5 5 0br o kei nabr i t t l ewa y. , , Thec r a c kso fPmB4 5de v e l o pg r a d ua l l y s e eFi g s . 4 ,e ,a 5a nd6 s pe c i a l l yf o rPmB4 5 t-3℃ a nd1 5k N, , t h el o a d be c o me ss ma l l e rd ur i n gt h et e s t t h a ti s mi c r o c r a c kso c c ur r e d.I ti sh a r dt of i n dami c r o c r a c k. ’ty ,buti I tme a nst hea s pha l tha s n e tbe c o meh a r d t Obv i o u sc r a c k Noc r a c k Cr a c ka tt h eb e g i n n i n g ’te h a s n n o ug hs t r e ng t ht os upp o r tah e a v yl o a d. Fi g. 4 Lo a da n dd e f l e c t i o nd e v e l o pd u r i n gt h et e s t (PmB4 ,1 5 1 5k N,-3℃) Ya n gJ u n 164 ]. f o rwe a r i n gs u r f a c e so no r t h o t r o p i cs t e e lb r i d g ed e c k s[J ( ):2 Hi g h wa yRe s e a r c hRe c o r d,1 9 6 7 1 5 1 6 0. [ ] Ei ,S 2 l e r sMa n f r e d c z y s l oS i e g f r i e d.Be w h r u n gv o nBe l g e na u f : l n S t a h l b r ü c k e n mi to r t h o t r o p e n Fa h r b a h n p l a t t e n[R]. K ),2 Be r i c h t ef ü rBu n d e s a n s t a l tf ü rS t r a n we s e n(BAS t 0 0 0. βe [ ] De : Ab 3 r Bu n d e s mi n i s t e r f ü r Ve r k e h r t e i l u n g S t r a n. βe Fi g. 5 De f l e c t i o na n dl o a dd e v e l o pd u r i n gt h et e s t(NV2 5 ,1 6k N,-6℃) 5 Fi g. 6 Lo a da n dd e f l e c t i o nd e v e l o pd u r i n gt h et e s t(S FB5 ,1 5 0 1 6k N,-6℃) 9 Co nc l us i o nsa ndSug g e s t i o ns Gu s s a s p ha l twi t hh a r dbi t u mi n o u sma t e r i a l si nt he pr o j e c tha sahi g h e rr e s i s t a nc et or ut t i ng. 5 1 0℃), Dur i ngt h et e s tt e mp e r a t ur ep e r i o d( t h ebr e a ki ngs t r e n g t ha ndl i mi ts t r a i no fGus s a s ph a l t wi t hpo l y me rmo di f i e dbi t u me ni nt hi spr o j e c tbe c o me s ,a s ma l l e ro rr e ma i n sa ts i mi l a rl o we rl e v e l n dt he br e a ki ngs t i f f ne s smo d ul u sbe c o mebi g g e ro rr e ma i n sa t s i mi l a rhi g h e rl e v e l .I ti sh a r dt od e c i dewhi c hi sb e t t e r bi t u me n.Fur t h e rf a t i g uet e s t sa r en e c e s s a r y. ,a tl o w Ba s e do nt h et e s tr e s ul t si nTa b s . 5a nd6 t e mp e r a t ur e sGu s s a s pha l twi t hNV2 5a ndS FB5 5 0 ha v eal o ng e rf a t i g uel i f et ha no t he rGu s s a s p h a l to f ,PmB4 ,whi B3 0/ 4 5 5a n dPmB2 5 c hmi g htbea p pl i e d t oGus s a s pha l tf o rs ur f a c e so ns t e e lde c k si nt h ef ut ur e. Ac kno wl e dge me nt sIwo ul dl i ket oa c kn o wl e d g e t h es uppo r ta n dh e l po fPr o f .St e i n a ue ra n dt h eI n s t i t ut f ürSt r a s s e n we s e na tRWTHAACHEN. Re f e r e nc e s [ ] Fo 1 n d r i e s tFF,S n y d e rMJ .Re s e a r c ho na n dp a v i n gp r a c t i c e s Zu s t z l i c h eTe c h n i s c h eVe r t r a g s b e d i n g u n g e nu n dRi c h t l i n i e nf ü r [S].K :De d i eHe r s t e l l u n gv o nBr ü c k e n b e l g e na u fS t a h l l n r ,1 9 9 2. Bu n d e s mi n i s t e rf ü rVe r k e h r [ ] De : Ab 4 rBu n d e s mi n i s t e rf ü rVe r k e h r t e i l u n gS t r a n.Te c h βe n i s c h ePr ü f v o r s c h r i f t e nf ü rd i ePr ü f u n gd e rDi c h t u n g s s c h i c h t e n [S]. s y s t e mef ü rBr ü c k e n b e l g ea u fS t a h l u n dd e rAb d i c h t u n g s :De ,1 K l n rBu n d e s mi n i s t e rf ü rVe r k e h r 9 9 2. [ :As 5] FGS V Ar b e i t s g r u p p e p h a l t s t r a n.Zu s t z l i c h eTe c h n i s c h e βe Ve r t r a g s b e d i n g u n g e nu n dRi c h t l i n i e nf ü rd e nBa uv o nFa h r b a h n [S ].K :FGS d e c k e na u sAs p h a l t l n VVe r l a gGmBH,2 0 0 1. [ ] Me 6 t c a l fCT.Fl e x u r a lt e s t so fp a v i n gma t e r i a l sf o ro r t h o t r o p i c [J ].Hi (1 ): g h wa yRe s e a r c hRe c o r d,1 9 6 7 5 s t e e lp l a t eb r i d g e s 6 1 8 1. [ ] Zh : Ch 7 a n gDe n g l i a n g. As p h a l tp a v e me n t[M].Be i j i n g i n a , (i ) Tr a n s p o r t a t i o nPr e s s 1 9 9 8. nCh i n e s e [ ] Fo 8 r s c h u n g s g e s e l l s c h a f t f ü r S t r a s s e n u n d Ve r k e h r s we s e n. Zu s t z l i c h eTe c h n i s c h eVe r t r a g s b e d i n g u n g e nu n dRi c h t l i n i e nf ü r d i eHe r s t e l l u n gv o nr e a k t i o n s h a r z g e b u n d e n e nDü n n b e l g e na u f [S ].K :FGS S t a h l l n VVe r l a gGmBH,1 9 9 9. [ ] Gr 9 e gS t e p h e n s o n.I n v e s t i g a t i n gt h ed e s i g na n dt h ef a t i g u ep e r [J ].As , f o r ma n c eo fs t o n ema s t i ca s p h a l t p h a l tRe v i e w,2 0 0 1 ( ): 2 0 3 1 3 1 6. [1 ] , 0 Ca r s we l lJ Co r n e l i u sP,Pl a n q u eL.Th ee f f e c to fmi x t u r e v a r i a b l e so nt h ef a t i g u ep e r f o r ma n c eo fb i t u mi n o u sma t e r i a l [EB/ :? OL]. h t t p ? www. b p b i t u me n. c o m. a u ? t e c h ? r a n d d ? mi x. h t m.2 0 0 2. [ ] Ha 1 1 r v e yJT,De a c o nJA.Ar e l i a b i l i t y b a s e dmi xd e s i g na n d a n a l y s i ss y s t e mf o rmi t i g a t i n gf a t i g u ed i s t r e s s[EB/ OL].h t :? t p ? i t s .b e r k e l e y. e d u ? p a v e me n t r e s e a r c h ? PDF? Re l i a b i l i t y Ba s e d%2 0 Mi x%2 0 De s i g. p d f . 2 0 0 1. 钢桥面硬沥青浇注式沥青混合料低温性能研究 杨 军 (东南大学交通学院,南京 2 ) 1 0 0 9 6 摘 要 通过汉堡轮辙试验,考察了浇注式沥青混合料的抗车辙能力,硬沥青浇注式沥青混合料具 有良好的抗车辙能力 . 通过低温弯曲试验和逐步降温的钢桥面铺装复合结构疲劳试验,测试与比较 了使用硬沥青的浇注式混合料低温抗裂性能 . 高性能聚合物改性沥青浇注式混合料具有较长的疲 劳寿命和较低的断裂温度,可用于钢桥面浇注式沥青铺装 . 关键词 浇注式沥青混合料;钢桥面铺装;硬沥青;高性能聚合物改性沥青;低温性能 中图分类号 U4 1 4