建筑垃圾再生骨料沥青混凝土冻融疲劳性能的试验方法与流程

技术特征：
1.一种建筑垃圾再生骨料沥青混凝土冻融疲劳性能的试验方法，其特征在于：包括以下步骤，s1，采用ac-20c中值级配的沥青混凝土，采用建筑垃圾再生骨料按照掺量50％的等质量替代方式替换沥青混凝土中的lsa粗骨料，按照jtge 20-2011中t0736-2011沥青混合料旋转压实试件制作方法，成型设定数量的试件，且试件尺寸为φ100*63.5mm，成型后的试件在室温中养生24小时，将设定数量的试件划分为未冻融试件和冻融试件两种；s2，在中国气象数据网获取待测试区域20年内的逐时温度、逐时湿度及逐时太阳辐射强度数据；将数据进行度量单位转换，并通过质量控制码剔除错误或无效数据，最终获得逐时气温ta(℃)、逐时太阳辐射强度q(kw/m2)、逐时湿度ψ(％rh)；s3，根据以下公式计算沥青混凝土路面下面层顶部深度h1和底部深度h2分别对应的逐时温度t
p
(℃)，并得出每日最高温度t
pmax
(℃)与最低温度t
pmin
(℃)，t
p
＝-1.227 0.891t
a5
24.858q
52-0.007ht
a-0.76hq 0.656h-0.009h
2-0.004h3 0.469θ
m
其中，q—逐时的太阳辐射强度(kw/m2)；t
a5
—此前5h平均气温(℃)；q5—此前5h平均太阳辐射强度(kw/m2)；h—路面深度(cm)；θ
m
—不同月份历年月平均气温(℃)；s4，以t
pmax
>0且t
pmin
<0作为判断当日该深度沥青混凝土发生冻融循环的条件，然后统计沥青混凝土路面下面层深度在h1和h2处时当年发生的冻融循环次数，并将h1和h2对应的冻融循环次数进行比较，得出受冻融循环影响强的深度，并通过累计频率法确定此深度20年内冻融发生概率在95％以上的冻融循环温度区间值为a-b，按照冻融循环发生概率分布计算20年内发生冻融循环时的平均相对湿度值ψ
总平均
；s5，对混凝土冻融试验机进行参数设计，冰冻温度设计为a，融化温度设计为b，环境相对湿度设为ψ
总平均
，冻融循环次数设为受冻融循环影响强的深度在20年内发生冻融循环总次数，然后将步骤s1中制得的冻融试件放置在冻融试验机内进行冻融循环试验；s6，在步骤s5中，按照梯度选取法从混凝土冻融试验机中选取多组已进行不同冻融循环次数的冻融试件，且每组的冻融试件个数相同；s7，将步骤s6制得的多组冻融试件和步骤s1制得的未冻融试件通过间接拉伸疲劳试验装置进行间接拉伸疲劳试验，以试件完全断裂为疲劳破坏判断标准，试验结束时荷载循环次数即为其疲劳寿命，最终得出多组试件的冻融疲劳寿命值n和冻融循环次数x；s8，采用origin软件对多组试件的冻融疲劳寿命值和冻融循环次数进行非线性回归，回归所得疲劳方程如下所示：n＝ax
b
其中，n—冻融疲劳寿命(次)；x—冻融循环次数(次)；a，b—疲劳方程参数。2.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生骨料沥青混凝土冻融疲劳性能的试验方法，其特征在于：在步骤s1中，试件在室温中养生24小时后，在其中一个冻融试件的中心进行钻孔，在钻孔内安装温度计来检测试件内部的温度，此冻融试件作为控温标准试件。
3.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生骨料沥青混凝土冻融疲劳性能的试验方法，其特征在于：在步骤s3中，沥青混凝土路面下面层顶部深度h1为4cm，底部深度h2为10cm。4.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生骨料沥青混凝土冻融疲劳性能的试验方法，其特征在于：在步骤s5中，冰冻温度与融化温度之间进行切换的条件为满足以下条件之一，1)检测的冻融试件中心温度达到所设定的冰冻温度或融化温度；2)冰冻时间达到8h；3)融化时间达到4h。5.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生骨料沥青混凝土冻融疲劳性能的试验方法，其特征在于：所述冰冻温度与融化温度的温度升降梯度均为5℃/h。6.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生骨料沥青混凝土冻融疲劳性能的试验方法，其特征在于：在步骤s5中，按下冻融试验机启动按钮，冻融试验机按设定参数自动进行冻融循环试验，直至达到所需冻融次数，若试验过程中临时终止，需保证冻融试件处于冰冻状态。7.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生骨料沥青混凝土冻融疲劳性能的试验方法，其特征在于：在进行间接拉伸疲劳试验之前，需要确定采用沥青混凝土材料制作出试件对应的劈裂抗拉强度，采用以下公式进行劈裂抗拉强度计算，r
t
＝0.006287p
t
/h其中，r
t
—劈裂抗拉强度(mpa)；p
t
—试验荷载最大值(n)；h—试件高度(mm)。8.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生骨料沥青混凝土冻融疲劳性能的试验方法，其特征在于：步骤s7进行间接拉伸疲劳试验时，间接拉伸疲劳试验装置的荷载控制模式为应力控制模式，应力值为0.2r
t
，加载波形为半正弦波，加载频率为10hz。9.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生骨料沥青混凝土冻融疲劳性能的试验方法，其特征在于：将步骤s2获得的逐时湿度数据，按照每月发生冻融循环概率对月平均湿度进行加权，计算每月发生冻融循环时的月平均相对湿度，之后对每年的月平均湿度进行汇总并计算每年的年平均相对湿度，将20年的年平均相对湿度汇总求平均值，最终得出总平均相对湿度ψ
总平均
。10.根据权利要求1所述的建筑垃圾再生骨料沥青混凝土冻融疲劳性能的试验方法，其特征在于：在混凝土冻融试验机的试验槽、水浴箱中放置温度计，且试验槽内的温度计为两个。

技术总结
本发明涉及一种建筑垃圾再生骨料沥青混凝土冻融疲劳性能的试验方法，包括以下步骤，S1，采用AC-20C中值级配的沥青混凝土制备试件；S2，在中国气象数据网获取待测试区域20年内的逐时温度、逐时湿度及逐时太阳辐射强度数据；S3，计算沥青混凝土路面下面层对应的逐时温度T


技术研发人员：季节 陈勐 金珊珊 李鹏飞 周文娟
受保护的技术使用者：北京建筑大学
技术研发日：2021.10.14
技术公布日：2022/1/14