负温施工沥青混凝土三轴试验成果分析

为了考察负温施工沥青混凝土的三轴试验参数，对浇筑式沥青混凝土芯样、负温施工碾压式沥青混凝土芯样、负温施工振捣式沥青混凝土芯样均进行了沥青混凝土三轴试验，试验结果及分析如下。

（一）试件的成型状况及试验条件

试验所用试件为取自沥青混凝土负温施工技术研究试验段的芯样，芯样所对应的施工配合比编号分别为ARQ—2（碾压式）、Z—2（振捣式）、Z—1（浇筑式），试件为直径100mm、高度200mm的圆柱体。考虑到北方寒冷地区大地温度约为8℃，因此试验温度控制在8±0．5℃范围内。

（二）试验曲线和结果分析

1.试验曲线

（1）轴向应力—轴向应变关系曲线。不同围压情况下沥青混凝土的轴向应力—轴向应变关系曲线如图4-36～图4-38所示。

图4-36　碾压式沥青混凝土轴向应力—轴向应变关系曲线

（a）试验曲线；（b）回归曲线

图4-37　振捣式沥青混凝土轴向应力—轴向应变关系曲线

（a）试验曲线；（b）回归曲线

（2）摩尔应力圆及强度包线。根据沥青混凝土的应力—应变关系曲线在p—q平面上绘出其摩尔应力圆及强度包线，如图4-39～图4-41所示。根据强度包线可得到c、φ值，见表4-35。

（3）沥青混凝土的体变—轴向应变关系曲线。不同围压情况下沥青混凝土轴向应力—轴向应变曲线所对应的体变—轴向应变关系曲线如图4-42～图4-44所示。

表4-35　各种沥青混凝土8℃时的邓肯—张模型参数结果汇总表

图4-38　浇筑式沥青混凝土轴向应力—轴向应变关系曲线

（a）试验曲线；（b）回归曲线

图4-39　负温施工碾压式沥青混凝土的摩尔应力圆及强度包线

图4-40　负温施工振捣式沥青混凝土的摩尔应力圆及强度包线

2.结果分析

（1）关于应力—应变曲线。表4-36为根据试验曲线回归所得的不同情况下的a、b、（σ1-σ3）f值，及根据a、b值所得的Ei与（σ1-σ3）u=1/b的值。

图4-41　负温施工浇筑式沥青混凝土的摩尔应力圆及强度包线

图4-42　负温施工碾压式沥青混凝土的体变 轴向应变关系曲线

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图4-43　负温施工振捣式沥青混凝土的体变—轴向应变关系曲线

图4-44　负温施工浇筑式沥青混凝土的体变—轴向应变关系曲线

表4-36　（σ1-σ3）-εa曲线回归结果

根据表4-36的结果绘出Ei/Pa与σ3/Pa的关系曲线，如图4-45～图4-47所示，由此计算的K、n值见表4-37。

表4-37　与（-εr）关系曲线回归结果

图4-45　碾压式沥青混凝土Ei/Pa与σ3/Pa的关系曲线

图4-46　振捣式沥青混凝土Ei/Pa与σ3/Pa的关系曲线

（2）关于体变—轴向应变曲线。根据得到的体变—轴向应变关系曲线及εr=（εvεa）/2，绘出εa与（-εr）关系曲线，如图4-48～图4-50所示。

图4-47　浇筑式沥青混凝土Ei/Pa与σ3/Pa的关系曲线

图4-48　碾压式沥青混凝土εa与（-εr）关系曲线

图4-49　振捣式沥青混凝土εa与（-εr）关系曲线

图4-50　浇筑式沥青混凝土εa与（-εr）关系曲线

图4-51　碾压式沥青混凝土f与关系曲线

图4-51中，实点为不同σ3情况下所得的初始切线泊松比，实线为回归曲线。G、F值见表4-38。

综上所述，在负温条件下开展沥青混凝土施工时，除了要采取提高沥青混凝土的拌和温度和增加保温措施以外，还要适当提高沥青混凝土中的沥青含量。如果施工控制不好，就会出现浇筑式沥青混凝土和振捣式沥青混凝土的沥青砂浆上浮、骨料下沉的分层现象，引起沥青混凝土试验结果波动，沥青混凝土的邓肯—张模型参数数值，如表4-35所示，恰好说明了这一点。

图4-52　振捣式沥青混凝土f与关系曲线

图4-53　浇筑式沥青混凝土f与关系曲线