第10期 姚爱玲等：沥青混合料动态压缩弹性模量试验方法与影响因素 ·1277· 2.1测试方法与温度对动态压缩弹性模量的影响 压回弹模量略大，而侧面法的动态模量是静态模量 为了分析温度与测试方法对动态压缩弹性模量 的3~7倍，这进一步说明了应变测试方法对静、动 的影响，从试验结果中取出在5、10、15和20℃的温 态弹性模量的影响. 度下，AC一16沥青混合料的动态压缩弹性模量数 表3温度与测试方法对动态压缩弹性模量的影响 据，本文仅摘出应力为0.7MPa和0.5MPa时顶面 Table 3 Influences of temperature and test methods on dynamic com- 法与侧面法两种方法的试验结果，计算出该组温度 pression elastic modulus MPa 下几个动态压缩弹性模量的平均值，以及90%和 0.7MPa时的 0.5MPa时的 温度/ 动态压缩弹性模量 动态压缩弹性模量 95%的保证率时的代表值，结果见表1和表2. ℃ 侧面法/ 侧面法/ 表10.7MPa时AC-16在不同温度下的动态压缩弹性模量 顶面法 侧面法 顶面法 侧面法 顶面法 顶面法 Table 1 Dynamie compression elasticity modulus of AC6 under 0.7 5 652.39338.2 14.3 570.98889.115.6 MPa at different temperatures MPa 10 692.4 10631.2 15.4 601.79625.5 16.0 代表值 代表值 704.66643.7 9.4 536.95896.210.9 温度/ 平均值 (90%的保证率)(95%的保证率) 20 621.0 6574.5 10.6 569.45395.3 9.5 顶面法 侧面法 项面法侧面法项面法侧面法 表4AC-16混合料温度与静态回弹模量的关系 652.3 9338.2 604 6515 590 5756 692.410631.2 Table 4 10 624 7139 587 5225 Relationship between temperature and static elastic modulus of 15 704.6 6643.7 653 4168 638 3735 AC46 MPa 20 621.06574.5 568 4346 526 3968 代表值 代表值 温度/ 平均值 (90%的保证率)(95%的保证率) 表20.5MPa时AC-16在不同温度下的动态压缩弹性模量 ℃ 顶面法侧面法 顶面法侧面法顶面法侧面法 Table 2 Dynamic compression elastic modulus of AC-6 under 0.5 MPa 5 613.3 2420.6 4041742 392 1492 at different temperatures MPa 10 537.3 1617.2 484 1081 473 973 代表值 代表值 500.5 1070.5 401 786 367 707 温度/ 平均值 t (90%的保证率) (95%的保证率) 20 437.0 846.2 317 668 265 594 项面法 侧面法 顶面法侧面法项面法侧面法 5 570.9 8889.1 525 6658 511 6048 分析顶面法与侧面法测试结果差异较大的原 10 601.7 9625.5 508 4590 457 1829 因，主要是由于顶面法试件端面的接触误差、测试部 15 536.9 5896.2 518 5010 505 4813 位的不同（全高度、部分高度）、试件不同部位变形 20 569.45395.3 516 5121 523 4963 产生与恢复的不同步、测试手段的精度不同等因素 表1和表2说明了在每个温度下测试方法对试 根据本文与文献中的测试结果，以及美国材料协会 验结果的影响都非常大.表3列出了两种测试方法 的标准试验方法ASTM D3497、美国国家公路与运 的结果比较情况.计算侧面法与顶面法的比值时， 输协会(American Association of State Highway and 采用试验结果的平均值进行计算.在以往的观点 Transportation Officials)AASHTO-TP62-301, 中，我国道路研究者总是认为国外所采用的动态弹 建议动态弹性模量采用侧面法.对于试件不同高度 模比国内的静态弹模大许多，即国内外模量值的 处的变形差异，还需要设计许多具体的试验，进一步 差异主要是静态与动态的差别造成的.但是，笔者 做系统的测试分析 的室内试验结果表明，模量值的差异主要是由不同 表1~表3分析了温度对动态压缩弹模的影 的测试方法引起的.关于顶面法测试结果较小的现 响，发现在5~20℃的温度下，动态弹模的变化不 象，在文献2,5,12]中都有体现. 大，而且规律不明显，但在10℃或15℃常温下，动 表3表明，不论在单位压力0.7MPa还是 态弹模普遍较大.表4的静态弹模试验结果规律性 0.5MPa时，每种温度下，侧面法的测试结果能够达 较好，随着温度的升高，回弹模量在减小 到顶面法的9倍以上 2.2力的振幅对动态抗压弹性模量的影响 为了便于比较试验方法对静、动态模量的影响， 应力的大小与压缩弹性应变之间的关系基本上 文中同时列出了AC一16静态回弹模量的试验结 呈线性关系，随着应力幅值水平的增大，应变则线性 果)，该表的数值与动态压缩弹模是采用相同的设 增加.图3给出典型的应力振幅与弹性应变之间的 备来完成，见表4. 关系.对AC-20混凝土试件，采用加载频率10Hz, 事实上，当采用我国现行规范中规定的顶面法 测出不同温度下，应力峰值与动态弹模之间的关系， 时，0.7MPa动态压缩弹模的试验结果比静态的抗 结果见表5.第 10 期 姚爱玲等: 沥青混合料动态压缩弹性模量试验方法与影响因素 2. 1 测试方法与温度对动态压缩弹性模量的影响 为了分析温度与测试方法对动态压缩弹性模量 的影响，从试验结果中取出在 5、10、15 和 20 ℃ 的温 度下，AC--16 沥青混合料的动态压缩弹性模量数 据，本文仅摘出应力为 0. 7 MPa 和 0. 5 MPa 时顶面 法与侧面法两种方法的试验结果，计算出该组温度 下几个动态压缩弹性模量的平均值，以及 90% 和 95% 的保证率时的代表值，结果见表 1 和表 2． 表 1 0. 7 MPa 时 AC--16 在不同温度下的动态压缩弹性模量 Table 1 Dynamic compression elasticity modulus of AC-16 under 0. 7 MPa at different temperatures MPa 温度/ ℃ 平均值 代表值 ( 90% 的保证率) 代表值 ( 95% 的保证率) 顶面法 侧面法 顶面法 侧面法 顶面法 侧面法 5 652. 3 9 338. 2 604 6 515 590 5 756 10 692. 4 10 631. 2 624 7 139 587 5 225 15 704. 6 6 643. 7 653 4 168 638 3 735 20 621. 0 6 574. 5 568 4 346 526 3 968 表 2 0. 5 MPa 时 AC--16 在不同温度下的动态压缩弹性模量 Table 2 Dynamic compression elastic modulus of AC-16 under 0. 5 MPa at different temperatures MPa 温度/ ℃ 平均值 代表值 ( 90% 的保证率) 代表值 ( 95% 的保证率) 顶面法 侧面法 顶面法 侧面法 顶面法 侧面法 5 570. 9 8 889. 1 525 6 658 511 6 048 10 601. 7 9 625. 5 508 4 590 457 1 829 15 536. 9 5 896. 2 518 5 010 505 4 813 20 569. 4 5 395. 3 516 5 121 523 4 963 表 1 和表 2 说明了在每个温度下测试方法对试 验结果的影响都非常大． 表 3 列出了两种测试方法 的结果比较情况． 计算侧面法与顶面法的比值时， 采用试验结果的平均值进行计算． 在以往的观点 中，我国道路研究者总是认为国外所采用的动态弹 模比国内的静态弹模大许多［11］，即国内外模量值的 差异主要是静态与动态的差别造成的． 但是，笔者 的室内试验结果表明，模量值的差异主要是由不同 的测试方法引起的． 关于顶面法测试结果较小的现 象，在文献［2，5，12］中都有体现． 表 3 表 明，不论在单位压力 0. 7 MPa 还 是 0. 5 MPa时，每种温度下，侧面法的测试结果能够达 到顶面法的 9 倍以上． 为了便于比较试验方法对静、动态模量的影响， 文中同时列出了 AC--16 静态回弹模量的试验结 果［13］，该表的数值与动态压缩弹模是采用相同的设 备来完成，见表 4． 事实上，当采用我国现行规范中规定的顶面法 时，0. 7 MPa 动态压缩弹模的试验结果比静态的抗 压回弹模量略大，而侧面法的动态模量是静态模量 的 3 ～ 7 倍，这进一步说明了应变测试方法对静、动 态弹性模量的影响． 表 3 温度与测试方法对动态压缩弹性模量的影响 Table 3 Influences of temperature and test methods on dynamic com￾pression elastic modulus MPa 温度/ ℃ 0. 7 MPa 时的 动态压缩弹性模量 0. 5 MPa 时的 动态压缩弹性模量 顶面法 侧面法 侧面法/ 顶面法 顶面法 侧面法 侧面法/ 顶面法 5 652. 3 9 338. 2 14. 3 570. 9 8 889. 1 15. 6 10 692. 4 10 631. 2 15. 4 601. 7 9 625. 5 16. 0 15 704. 6 6 643. 7 9. 4 536. 9 5 896. 2 10. 9 20 621. 0 6 574. 5 10. 6 569. 4 5 395. 3 9. 5 表 4 AC--16 混合料温度与静态回弹模量的关系 Table 4 Relationship between temperature and static elastic modulus of AC-16 MPa 温度/ ℃ 平均值 代表值 ( 90% 的保证率) 代表值 ( 95% 的保证率) 顶面法 侧面法 顶面法 侧面法 顶面法 侧面法 5 613. 3 2 420. 6 404 1 742 392 1 492 10 537. 3 1 617. 2 484 1 081 473 973 15 500. 5 1 070. 5 401 786 367 707 20 437. 0 846. 2 317 668 265 594 分析顶面法与侧面法测试结果差异较大的原 因，主要是由于顶面法试件端面的接触误差、测试部 位的不同( 全高度、部分高度) 、试件不同部位变形 产生与恢复的不同步、测试手段的精度不同等因素． 根据本文与文献中的测试结果，以及美国材料协会 的标准试验方法 ASTM D3497、美国国家公路与运 输协会( American Association of State Highway and Transportation Officials) AASHTO--TP62--3 ［14］，笔 者 建议动态弹性模量采用侧面法． 对于试件不同高度 处的变形差异，还需要设计许多具体的试验，进一步 做系统的测试分析． 表 1 ～ 表 3 分析了温度对动态压缩弹模的影 响，发现在 5 ～ 20 ℃ 的温度下，动态弹模的变化不 大，而且规律不明显，但在 10 ℃ 或 15 ℃ 常温下，动 态弹模普遍较大． 表 4 的静态弹模试验结果规律性 较好，随着温度的升高，回弹模量在减小． 2. 2 力的振幅对动态抗压弹性模量的影响 应力的大小与压缩弹性应变之间的关系基本上 呈线性关系，随着应力幅值水平的增大，应变则线性 增加． 图 3 给出典型的应力振幅与弹性应变之间的 关系． 对 AC--20 混凝土试件，采用加载频率 10 Hz， 测出不同温度下，应力峰值与动态弹模之间的关系， 结果见表 5． ·1277·