纖維瀝青混凝土小梁彎曲試驗(yàn)

（1）試驗(yàn)材料及方法

試驗(yàn)用的瀝青混凝土選擇比較常用的防滑面層材料AK-13A型瀝青混合料，瀝青為ESSO70#重交瀝青，瀝青用量為4.7%，纖維為聚丙烯腈綸纖維，纖維用量分別為集料總重的0.1%和0.2%，瀝青混凝土梁由輪碾法成型的瀝青混合料試塊切割而成，尺寸為250mm×50mm×50mm，跨徑200mm，高跨比W/L為4。小梁的編號(hào)為M0、M0.1和M0.2，所對(duì)應(yīng)的混合料纖維用量分別為0、0.1%和0.2%。

瀝青混凝土小梁彎曲試驗(yàn)在MTS810試驗(yàn)機(jī)上完成，加載方式采用應(yīng)變控制模型，加載速率為1mm/min，由計(jì)算機(jī)完成應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)的采集。試驗(yàn)溫度為0℃和-12℃。

（2）勁度模量和破壞應(yīng)變計(jì)算公式

瀝青混凝土小梁的彎拉模量E 和破壞應(yīng)變ε的計(jì)算公式如下:

式中: PS ---極限荷載，N ；

L ---跨徑，為200mm ；

b ---梁寬，為50mm ；

h ---梁高，為50mm ；

δ---極限荷載時(shí)的跨中變形，mm

（3）小梁彎曲試驗(yàn)結(jié)果分析

在加載初期，M0.1和M0.2纖維瀝青混凝土的曲線斜率比普通瀝青混凝土M0的大，即前者具有較大的勁度，因?yàn)槔w維在其中起到了加勁作用，它減小了瀝青混凝土的響應(yīng)。當(dāng)達(dá)到材料極限荷載時(shí)，M0幾乎同時(shí)發(fā)生斷裂，表現(xiàn)為脆斷。而M0.1和M0.2具有與金屬相同的塑性特征，存在明顯的屈服階段，此時(shí)纖維的橋聯(lián)作用使材料仍具有一定的承載能力，直至纖維從瀝青中拔出或斷裂而引起失穩(wěn)斷裂。

其次一個(gè)顯著的特點(diǎn)是纖維明顯提高了瀝青混凝土的破壞應(yīng)變。在瀝青混合料中加入纖維后，雖然破壞荷載變化較小，但破壞應(yīng)變增大幅度較大。與M0普通瀝青混凝土相比，在0℃時(shí)，M0.1和M0.2纖維瀝青混凝土破壞應(yīng)變分別提高30.6%和50%，而在-12℃破壞應(yīng)變提高35.9%和65.6%，可見纖維對(duì)瀝青混凝土變形能力的改善效果非常顯著，并且這種改善效果隨纖維用量增大而提高。另外可以看出，當(dāng)溫度從0℃降低到-12℃，未加纖維的瀝青混凝土破壞應(yīng)變降低較多，即材料變得更脆。而纖維瀝青混凝土仍然保持一定的破壞應(yīng)變，如纖維用量為0.2%的纖維瀝青混凝土在0℃和-12℃溫度條件下的破壞應(yīng)變分別為0.0108和0.0106 ，幾乎相等。若從彎拉模量來看，M0.1和M0.2的彎拉模量比M0小，低溫變形能力更好，從而具有較好的抗裂能力。

另外也可根據(jù)荷載-撓度曲線，計(jì)算曲線以下的面積，即材料的韌度，來反映材料抵抗破壞的能力。正因?yàn)槔w維瀝青混凝土在加載至破壞過程中需要經(jīng)歷一段較長的屈服階段，其韌度明顯比普通瀝青混凝土大。