[发明专利]一种沥青混合料的单轴贯入方法

说明书

本发明公开了一种沥青混合料的单轴贯入方法，思路为：获取沥青混合料的矿料密度、沥青密度、沥青混合料标准密度及空隙率VV，得到半封闭矩形模拟试模、模拟试验平台、模拟压头、单轴贯入压头，并据此设定圆柱形模拟试件，然后得到所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型和模拟试件中集料的模拟模型，进而得到模拟试件中集料‑沥青砂浆界面的模拟模型，根据模拟试件中沥青砂浆的模拟模型、模拟试件中集料的模拟模型和模拟试件中集料‑沥青砂浆界面的模拟模型，得到成型的沥青混合料模拟试件，并对其进行单轴贯入加载试验，得到单轴贯入压头与模拟试件接触面的应力与应变，绘制所述模拟压头与所述模拟试件接触面的应力‑应变曲线，并据此计算抗剪强度。

技术领域

本发明属于交通土建工程领域，特别涉及一种沥青混合料的单轴贯入方法，适用于准确、便捷地预测荷载作用下沥青混合料抗剪强度。

背景技术

抗剪强度是沥青混合料的重要力学特性，并且抗剪强度的大小直接影响沥青路面抗车辙性能，使得沥青混合料抗剪强度的测试显得尤为重要。目前，现有技术常采用室内单轴贯入试验测试沥青混合料抗剪强度，其基本原理及步骤为：(1)选取室内制备高度和直径分别为100mm的沥青混合料圆柱体试件，并置于60℃环境箱中4h以上；(2)采用直径为28.5mm的圆形压头作用在室内制备高度和直径分别为100mm的沥青混合料圆柱体试件表面，并以加载速率为1mm/min加载至该室内制备高度和直径分别为100mm的沥青混合料圆柱体试件破坏；试验时该室内制备高度和直径分别为100mm的沥青混合料圆柱体试件的温度为60℃，并要求直径为28.5mm的圆形压头的中心位置与该室内制备高度和直径分别为100mm的沥青混合料圆柱体试件的中心位置重叠；(3)采集单轴贯入量以及相应的应力数值，并据此得到应力值和应变量，进而得到应力-应变曲线，并计算得到抗剪强度值。目前，未见有沥青混合料单轴贯入试验数值方法的报道。

然而，上述沥青混合料室内单轴贯入试验方法，存在如下缺陷：(1) 由于影响沥青混合料抗剪强度的因素较多，若要揭示沥青混合料抗剪强度规律，会使得室内试验的工作量大、且效率低；(2)难以监测荷载作用下沥青混合料的内部物质运移和细观力学特征。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种沥青混合料的单轴贯入方法，该方法不仅能够准确、便捷地预测荷载作用下沥青混合料抗剪强度，并且能够降低沥青混合料力学性能研究与材料优化成本、缩短研究周期。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种沥青混合料的单轴贯入方法，包括以下步骤：

步骤1，确定沥青混合料，且该沥青混合料包含矿料、沥青和集料，进而分别获取沥青混合料标准密度、沥青混合料的空隙率VV及沥青混合料中矿料的密度、沥青的密度，并制作得到沥青混合料的半封闭矩形模拟试模、模拟试验平台、模拟压头、单轴贯入压头，然后将所述矿料与所述沥青作为沥青砂浆，并设定沥青混合料模拟试件的空隙率和所述沥青混合料的空隙率VV相等后，获得圆柱形沥青混合料的模拟试件，然后制作得到所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型和所述模拟试件中集料的模拟模型，进而制作得到所述模拟试件中集料-沥青砂浆界面的模拟模型；

步骤2，将所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型、所述模拟试件中集料的模拟模型和所述模拟试件中集料-沥青砂浆界面的模拟模型相互进行穿插组合，当组合后得到的模型的空隙率与所述沥青混合料的空隙率VV相同时，再对组合后得到的模型依次进行压实和脱模 处理，进而得到成型的沥青混合料模拟试件；

步骤3，对成型的沥青混合料模拟试件进行单轴贯入加载试验，得到单轴贯入压头与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力值与应变量，然后绘制单轴贯入压头与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力-应变曲线，并据此计算沥青混合料的抗剪强度。

本发明的有益效果：

第一，本发明能够避开重复冗杂的室内试验，并能够快速预测沥青混合料抗剪强度；