基于室内试验结果的路面材料长期性能分阶段评价方法与流程

本发明涉及道路工程路面材料性能试验，具体涉及一种基于室内试验结果的路面材料长期性能分阶段评价方法。

背景技术：

1、随着我国经济的发展，道路承担的交通任务日益繁重，其中车辆的重载化、渠化使得沥青路面普遍产生疲劳、车辙等因路面材料长期性能不足引起的病害，严重影响了道路的使用寿命与车辆的行使安全。为缓解沥青路面此类病害，具有高性能的各类改性沥青被优先应用于高等级公路，且关于各类改性沥青及其混合料性能的提升研究也一直以来是道路工程领域的研究热点。

2、目前，众多道路工作者致力于提升改性沥青及其混合料的路用性能，也取得了系列成就，如：《热氧及紫外老化下硬质沥青与sbs改性沥青多尺度特性对比研究》.张海林等，中外公路，2020，40(06):305-310.结合sbs改性沥青微观、宏观等多尺度特性分析了热氧化及紫外老化对sbs改性沥青性能的影响及其老化机理，为揭示服役过程中sbs改性沥青的老化规律及废旧sbs改性沥青再生提供了一定的理论依据。《基于mscr试验的sbs改性沥青高温性能评价》.余沛涵等，公路工程，2022，47(01):130-134.基于mscr试验评价了sbs改性沥青的高温性能，研究发现sbs改性剂与基质沥青性能对sbs改性沥青的高温性能有决定性的作用。《岩沥青与sbs复合改性高黏沥青的配比研究》.黄刚等，重庆大学学报,2021,44(03):31-44.通过岩沥青与sbs复合改性沥青，以期制备出高黏高弹沥青。

3、但上述研究中的改性沥青均采用传统的方法去评价改性沥青的性能，如采用规范规定的车辙试验去评价改性沥青的抗车辙性能，通常取45min(t1)和60min(t2)时的车辙变形d1、d2，计算沥青混合料的动稳定度，以评价其高温条件下的抗车辙性能。传统确定的动稳定度是以沥青混合料车辙形成过程中的某一段时间内，每产生1mm车辙所需的平均加载次数，能在一定程度上反映沥青混合料的抗车辙能力。但是，车辙是沥青路面在车辆荷载重复作用下逐渐形成的，抗车辙性能亦是沥青混合料耐久性能的一项评价指标，如仅仅以车辙形成过程中的某一阶段以依据，则难以揭示全寿命周期内沥青混合料车辙的形成与演变规律。尤其以sbs改性沥青为胶结料的沥青混合料或掺有抗车辙剂的沥青混合料，其高温抗车辙性能显著优于基质沥青，规范中测定其动稳定度时所取的45min(t1)和60min(t2)时的车辙变形可能不是其车辙形成的有效时段。同样，疲劳也仅采用疲劳寿命作为评价指标来评价其抗疲劳性能，也会忽略疲劳过程中路面材料的性能指标演变特性。

4、因此，亟待研发一种能全面考虑路面材料性能演变全过程的评价方法，以期能准确、全面、客观地评价路面材料的抗车辙、抗疲劳等长期性能，进一步为开发高性能改性沥青提供理论指导。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，提供一种基于室内试验结果的路面材料长期性能分阶段评价方法。其目的在于，针对现有技术的不足，通过综合考虑荷载作用下路面材料性能全生命周期内的演变机理与规律，将路面材料长期性能的演变分阶段分析评价，相较于传统路面材料长期性能评价方法，其评价结论更具客观性、全面性和有效性，能进一步为开发高性能改性沥青提供有效的理论指导。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种基于室内试验结果的路面材料长期性能分阶段评价方法，所述评价方法是通过对路面材料重复加载长期性能试验，直至路面材料试件发生破坏，以获取路面材料全生命周期内长期性能指标的演变规律，最后对路面材料长期性能指标分阶段分析评价的方法。

4、进一步地，具体包括如下步骤：

5、(1)路面材料试件制备；

6、(2)对路面材料试件重复加载长期性能试验，直至路面材料试件发生破坏；

7、(3)根据试验结果生成路面材料试件在该全试验生命周期内的该长期性能指标值与加载次数的变化曲线，并确定所测试的长期性能指标初始值以及数据曲线走向变化临界值；

8、(4)基于测试的长期性能指标值与加载次数的变化曲线走向变化，对所测试的长期性能指标进行分阶段分析评价。

9、进一步地，测试的长期性能包括路面材料的抗车辙性能、抗磨耗性能、疲劳性能等路面材料长期性能。

10、进一步地，步骤(4)中基于测试的长期性能指标值与加载次数的变化曲线走向变化，将路面材料试件全生命周期内的该性能的演变分为三个阶段：密实阶段、稳定阶段、破坏阶段，进行三阶段分析评价。

11、进一步地，所述评价方法用于通过密实阶段对应的长期性能指标的变化幅值评价路面材料的制备质量(施工质量)。

12、一般情况下，同一材料，变化幅值越大，则说明制备时质量控制越差，反之越好。

13、进一步地，所述评价方法用于通过稳定阶段与全生命周期的占比及测试的长期性能指标的变化幅值评价路面材料服役过程中的稳定性与寿命。

14、一般情况下，同一材料，稳定阶段占比越多、性能指标变化越小则说明路面材料性能越好，且寿命越长，反之越差。

15、进一步地，所述评价方法用于通过破坏阶段对应的加载次数及该长期性能指标对应值判断特定试验条件下路面材料的极限失效状态。

16、具体地，是一种路面材料抗车辙性能的三阶段评价方法，包括如下步骤：

17、(1)根据试验规程要求制备路面材料车辙试件；

18、(2)对该路面材料车辙试件重复加载车辙试验，直至该路面材料车辙试件发生破坏；

19、(3)根据试验结果生成该路面材料车辙试件在其全试验生命周期内的车辙变形深度与加载次数的变化曲线，并确定车辙变形深度的初始值以及该变化曲线走向变化的临界值；

20、(4)基于步骤(3)生成的变化曲线走向变化，对该路面材料车辙试件在其全试验生命周期内，车辙变形随加载次数的变化，分为密实阶段、稳定阶段及剥离阶段三个阶段进行分析评价。

21、进一步地，所述方法还包括步骤(5)，根据步骤(4)的分析评价结果，输出该路面材料施工、养护方案及性能优化建议。

22、本发明具有如下有益效果：

23、1、本发明提供的路面材料性能评价方法，基于室内试验结果，即可实现对路面材料的性能评价，操作简单方便。并且，本发明提供的评价方法，综合考虑荷载作用下路面材料性能全生命周期内的演变机理与规律，将路面材料长期性能的演变分阶段分析评价；相较于传统评价方法仅以生命周期中的某一时间段的数据为依据进行性能评价，本发明提供的评价方法得出的评价结论更具客观性、全面性和有效性。

24、2、本发明提供的评价方法，适用范围广，能适用于路面材料疲劳性能、抗车辙性能、抗磨耗性能等多种长期性能的评价。

25、3、基于本发明评价方法得出的路面材料的全生命周期的性能演变特性，以及评价结论的客观性、全面性和有效性，能为路面材料的施工、维护提供客观准确的实施意见，以采取有效措施延长路面的使用寿命，同时还能进一步为优化路面材料性能提供有效的理论指导。