沥青混凝土中粗集料影响实验分析论文
摘要：沥青混凝土中的粗集料形成的持力骨架结构是决定混凝土承载能力的关键因素，本文通过实验研究分析粗集料的组成成分及颗粒的大小对混凝土承载性能的影响。通过一系列的实验研究表得出：粒径尺寸2.36毫米是决定混凝土力学性能的分水岭。本文首先针对混凝土中沥青混凝土中的粗集料给出尺寸界定方法，在完成科学实验的基础上通过分析实验数据得出粗细集料以2.36mm为界限的划分依据。
关键词：沥青混凝土;粗集料;压缩实验;蠕变实验
1.进行实验设计
为了具体研究粗细集料对沥青混凝土力学性能的影响，我们将遵循下面原则设计试验：
依据下列原则进行级配设计：
(1)按照AC-13C的标准级配方法和材料规范设定的级配上、下限进行设计实验，保证粗集料与细集料总的质量含量百分比在恒定状态，即粗细集料含量百分比为：①标准级配时63.40'/0：36.6%;②上限级配时76%：240/0;③下限级配时50a/o：50%;(2)其次要确保粗集料颗粒尺寸及含量配比与对应的AC-13C标准级配混凝土相同，但要做出一些调整和改变;(3)确保细集料组成结构及含量配比保持恒定;(4)保证沥青的量在恒定状态，根据规范规定的AC-13C混凝土的级配曲线，我们又可以进一步划分①( 9.5-4.75mm)、②2种粒径(13.2-9.5和9.5-4.75mm)、③3种粒径(13.2-9.5，9.5-4.75和4.75-2.36mm)以及④4种粒径(16.0-13.2. 13.2-9.5，9.5 -4.75和4.75-2.36mm)，共计了12组不同类型级配的沥青混凝土试样，来具体研究粗细集料对沥青混凝土力学性能的影响。在进行压缩实验和蠕变回复实验时，我们将压缩实验加载速率设置为2mm/min并在15摄氏度的低温环境下和60摄氏度的高温环境下进行压缩和蠕变回复。具体实验设置如下：
实验方案设计
实验类型 具体方案 实验温度，摄氏度
压缩加藏速率2mm/min预加载加载卸载15
应力/Mpa，时间，B应力/Mpa，
时间，s应力/Mpa．
时间，860
0.01, 100 0.5 3000 0,800
2实验结果分析
为了更生动形象地解释级配对混凝土压缩形变和蠕变形变的影响，这里我们引入了两个评价指标来定量的描述分析：
2.1抗压强度
沥青混凝土所能承受的最大的压力值即为抗压应力值;
2.2蠕变率
随时间变化的应变。通过采集上述实验的数据，在分析标准级配下四组混凝土的强度值的基础上可以得出：MB4>MB3>MBl>MB2.即粗集料为标准级配MB4组混凝土的抗压能力最强，按实验设计将混凝土分为两组时其抗压能力最弱。相对按照标准级配设计的MB4而言，在十五摄氏度的实验湿度下其他三种级配MB1，MB2，MB3的抗压能力分别降低0.68，1.29，0.58兆帕;在六十摄氏度的实验温度下相对标准级配的MB4而言，其他三种级配MB1，MB2，MB3这三组混凝土抗压能力分别下降0.94, 1.19，0.44。数据表明，’将粗集料划分为三种颗粒尺寸给混凝土带来的力学性能影响最小，在此之后便是单一粒径这个分组，设计为两种颗粒尺寸的混凝土类型的影响最大，并且随着实验温度的升高，其级配影响就越突出。
从实验数据中我们不难看出，在加载阶段，MB4型混凝土具有最好的抵抗变形的能力，粗集料设计成两种粒径的混凝土即MB2组其抵抗变形能力的最弱。在15摄氏度的实验温度下，相对标准级配MB4组而言，其他3种设计级配的MB1，MB2和MB3蠕变率约为MB4混凝土的2.2，3.2和2倍;而在60摄氏度的环境温度下相对混凝土MB4其他3种设计级配混凝土的蠕变率值也提高了1.2，1.67和1.33倍。这一系列的数据我们可以发现，相对标准级配MB4，不同级配混凝土对应的蠕变率值的变化最大达到了其3.3倍(在15摄氏度的实验温度下)和1.67倍(在60摄氏度的实验温度下)之多。为了进一步研究标准级配的混凝土抗压能力，下面我们给出了4种混凝土的抗压强度关系：MS3>MSl>MS4>MS2，并且MS3的抗压应力值超过了MS220%;对于抵抗蠕变变形能力而言，其具体关系为：MS3>MSl>MS4>MS2，相应的MS3的蠕变率超过MS222%。因此，对上限级配来说，粗集料组成对混凝土性能仍然存在较大影响。同时我们不难看出i颗粒尺寸大多数在4.75~2.36毫米之间的MS3具有最好的抵抗变形的能力，其产生的蠕变变形是各族实验里最小的。而不含4.75～2.36毫米的粒径的MS2组抵抗变形能力最弱，其产生的蠕变变形实验中最大的。因此我们可以把尺寸粒径为2.36毫米作为材料抗压能力以及抵抗变形能力优劣的分水岭。
3.结语
通过本文的压缩试验和蠕变变形实验探究我们可以总结出以下结论：(1)，在保证细集料含量不变下前提条件下，粗集料组成和含量的变化对沥青混凝土抗压强度和蠕变性能影响是非常大的，这就意味着混凝土性能特别依赖粗集料组成和配比。(2)本文提出以2.36 mm为尺寸分界线来划分粗细集料具有一定的科学依据。(3)在进行沥青混凝土结构组成的数值模拟时，对粗集料简化应在科学的范畴进行考虑，并且其简化结果需要大量的正确的实验数据加以佐证。
参考文献
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