馬朝鮮，李 駿，武建民

（1.陜西路橋集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710054；2.合肥市市政設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥230000；3.長安大學(xué) 教育部特殊地區(qū)公路工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710064）

不同CA比的ATB—30疲勞特性研究

馬朝鮮1，李 駿2，武建民3

（1.陜西路橋集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710054；2.合肥市市政設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥230000；3.長安大學(xué) 教育部特殊地區(qū)公路工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710064）

采用貝雷法設(shè)計(jì)了0.6、0.7、0.8、0.9四種不同CA比的ATB—30瀝青混合料，并應(yīng)用于高速公路路面下面層。為了易于在施工中壓實(shí)以達(dá)到節(jié)能減排的目的，同時(shí)確保在運(yùn)營時(shí)具有良好的抗變形能力以減少車轍的產(chǎn)生，通過SGC儀旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型試件，采用密實(shí)曲線斜率（K1、K2）和能量指數(shù)（CEI、TDI）分析其壓實(shí)特性，得出CA比=0.8時(shí)，ATB—30具有最優(yōu)的壓實(shí)特性。通過室內(nèi)小梁彎曲疲勞試驗(yàn)，應(yīng)用Weibull概率分布，建立并分析了不同可靠度下的P-S-N和P-σ-N疲勞預(yù)估等效方程，得出采用貝雷法設(shè)計(jì)的級配其混合料的疲勞特性優(yōu)于規(guī)范中值和Superpave設(shè)計(jì)方法，同樣得出CA比=0.8的4#級配具有最好的抗疲勞特性，表明ATB—30的壓實(shí)特性與抗疲勞性能具有良好的一致性。推薦ATB—30級配設(shè)計(jì)中CA比采用0.8，以實(shí)現(xiàn)在施工時(shí)易于壓實(shí)，開放交通后不易產(chǎn)生變形并且具有良好的抗疲勞性能的目的。

ATB—30；CA比；級配設(shè)計(jì)；壓實(shí)特性；疲勞特性

0 引言

ATB—30用作路面下面層時(shí)，其結(jié)構(gòu)層厚度往往較大，一般為10～12cm。因此對其進(jìn)行有效的壓實(shí)是保證路面性能的前提。一方面，良好的壓實(shí)特性有助于減少施工期間的壓實(shí)機(jī)械能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排；另一方面，可以使路面在運(yùn)營期間具有良好的抗變形能力，有利于抑制車轍的產(chǎn)生[2-3]。同時(shí)，當(dāng)ATB—30用作路面下面層時(shí)，其抗疲勞性能也直接影響著整個(gè)瀝青路面的使用壽命，因此受到了廣泛關(guān)注[4]。目前國內(nèi)對密級配瀝青穩(wěn)定碎石的研究多集中于混合料的壓實(shí)特性和疲勞特性研究：張爭奇等人研究了瀝青混合料的壓實(shí)特性及其影響因素，分析了壓實(shí)特性參數(shù)的物理意義[5]；張宇等人在室內(nèi)試驗(yàn)研究瀝青混合料壓實(shí)特性的基礎(chǔ)上，分析了不同粗集料比（Coarse Aggregate Ratio，以下簡稱CA比）的瀝青混合料壓實(shí)難易程度[6]；李漢光等人從能量角度研究了瀝青混合料的壓實(shí)特性及施工現(xiàn)場碾壓的遍數(shù)[7]；隆然等人基于三分點(diǎn)加載研究了橡膠粉摻量、級配類型等對橡膠瀝青混合料的疲勞特性的影響[8]；韋佑坡等人根據(jù)室內(nèi)疲勞試驗(yàn)分析了不同設(shè)計(jì)方法下不同最大公稱粒徑對瀝青穩(wěn)定碎石混合料疲勞性能的影響[9]；葉永迪基于疲勞損傷理論對包括ATB—30在內(nèi)的三種瀝青混合料的疲勞損傷機(jī)理及疲勞壽命影響因素進(jìn)行了研究[10]；杜麗娟研究分析了三種不同設(shè)計(jì)方法下ATB—30瀝青混合料的疲勞特性，推薦采用貝雷法進(jìn)行設(shè)計(jì)[11]。但是將ATB—30的壓實(shí)特性與抗疲勞性能兩者結(jié)合起來進(jìn)行研究的甚少。本文在瀝青混合料壓實(shí)特性研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)不同級配的ATB—30，通過試驗(yàn)評價(jià)其壓實(shí)特性。在此基礎(chǔ)上，對不同級配的ATB—30進(jìn)行室內(nèi)小梁彎曲疲勞試驗(yàn)，并采用Weibull概率分布，對其疲勞特性進(jìn)行分析研究，以期得到具有良好壓實(shí)特性與抗疲勞性能的ATB—30材料組成，用于指導(dǎo)路面材料組成設(shè)計(jì)。

1 ATB—30組成設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)良好的級配組成對提高瀝青混合料的路用性能有著重要意義。為了保證瀝青混合料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性，本文通過貝雷法設(shè)計(jì)不同CA比的集料級配，并采用SGC旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型試件，通過密實(shí)曲線斜率和能量指數(shù)來分析其壓實(shí)特性。

1.1 貝雷法級配設(shè)計(jì)

貝雷法通過最大篩孔將集料按粒徑劃分為粗、細(xì)兩部分，根據(jù)相關(guān)研究成果，得出對壓實(shí)影響較為顯著的是粗集料CA比。CA比主要用來計(jì)算瀝青混合料中粗集料含量并分析空隙的組成，如式（1）所示。

式中：PD2為D/2篩孔的通過率（D為公稱最大粒徑）（%）；PPCS為基本控制篩孔的通過率（%）。

本文試驗(yàn)所用材料為ATB—30，公稱最大粒徑為31.5mm，選擇粗細(xì)粒徑控制篩孔為：PCS= 9.5mm,SCS=2.36mm,TCS=0.6mm。因此本文根據(jù)貝雷法設(shè)計(jì)了四種CA比：0.6、0.7、0.8和0.9，再通過各檔料比例和篩分結(jié)果，可以計(jì)算得出不同CA比的貝雷法設(shè)計(jì)級配a#～d#，級配通過率如表1所示。

表1 不同級配篩孔通過率

1.2 SGC壓實(shí)特性分析

SGC剪切旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀是美國SHRP計(jì)劃中為了模擬路面施工中壓實(shí)和車輛荷載作用而設(shè)計(jì)的一種瀝青混合料成型方法。參考關(guān)于瀝青穩(wěn)定碎石配合比的相關(guān)研究成果[1,14,15]，通過計(jì)算預(yù)估選擇2.8%、3.2%、3.6%和4.0%四種油石比成型SGC試件。根據(jù)Superpave旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)的要求，確定初始、設(shè)計(jì)及最大旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)分別為9、125、205，選取空隙率4%所對應(yīng)的油石比為最佳油石比，可以得出級配a#～d#的最佳油石比分別為3.1%、3.0%、3.4%和3.1%。

通過SGC生成的壓實(shí)旋轉(zhuǎn)次數(shù)與試件高度數(shù)據(jù)可分析材料的壓實(shí)特性。Nini（初始壓實(shí)次數(shù)）、Ndes（設(shè)計(jì)壓實(shí)次數(shù)）和Nmax（最大壓實(shí)次數(shù)）三者能夠反映瀝青混合料在施工期間、開放交通后的很多信息，根據(jù)壓實(shí)數(shù)據(jù)和試件體積參數(shù)可以計(jì)算SGC試件的估算密實(shí)度Gmm@Nx。以級配a#為例，試驗(yàn)中其估算密實(shí)度與旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)的關(guān)系曲線如圖1所示。

圖1 級配a#試件旋轉(zhuǎn)次數(shù)與估算密實(shí)度關(guān)系曲線圖

通常，密實(shí)曲線斜率K1、K2和能量指數(shù)CEI、TDI能反映瀝青混合料的內(nèi)在信息，可用于預(yù)測瀝青混合料的施工壓實(shí)特性和交通荷載變形能力[2]。根據(jù)旋轉(zhuǎn)次數(shù)與密實(shí)度關(guān)系曲線圖可以得出最佳油石比下不同CA比的K1、K2值和CEI、TDI關(guān)系圖，如圖2、圖3所示。

圖2 最佳油石比下不同CA比的K1、K2值

圖3 最佳油石比下不同CA比的CEI和TDI值

由圖2、圖3可以看出，隨著CA比的增大，K1、TDI和K2、CEI的變化規(guī)律相反，K1和TDI都是先增大、后減小，當(dāng)CA比＝0.8時(shí)，K1和TDI最大，此時(shí)K2和CEI最小，這是因?yàn)楫?dāng)CA比增大時(shí)，粗集料中細(xì)料成分含量大，可以很好地填充粗料之間的空隙，使瀝青混合料易于壓實(shí)；當(dāng)CA比大于0.8時(shí)，隨著CA比的增大，CEI越來越大，TDI逐漸減小，混合料中細(xì)料成分逐漸增大，材料越來越難壓實(shí)，開放交通后易于被追密壓實(shí)而影響路面使用性能。因此，當(dāng)CA比=0.8時(shí)，ATB—30具有最優(yōu)良的壓實(shí)特性。

2 ATB—30疲勞試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

2.1 ATB—30級配設(shè)計(jì)

根據(jù)ATB—30級配設(shè)計(jì)以及相關(guān)文獻(xiàn)資料，選擇規(guī)范中值為級配1#，油石比為3.3%，CA比為0.3；以Superpave級配設(shè)計(jì)推薦值作為級配2#，油石比為3.2%，CA比為0.5；根據(jù)貝雷法重新設(shè)計(jì)級配3#、4#和5#，對應(yīng)的CA比分別為0.7、0.8和0.9，油石比分別為3.0%、3.4%和3.1%。具體級配組成如表2所示。

表2 不同級配篩孔通過率

2.2 輪碾成型與小梁試件制作

根據(jù)前文的級配設(shè)計(jì)成型密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料車轍板，并切割成小梁試件。成型后的試件應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)環(huán)境下養(yǎng)護(hù)12h后再脫模，切割后的小梁試件應(yīng)在12h內(nèi)進(jìn)行風(fēng)干處理以便后續(xù)試驗(yàn)。表3為小梁彎曲破壞試驗(yàn)結(jié)果，其中PB和RB分別為小梁試件破壞時(shí)的最大荷載和抗彎拉強(qiáng)度。

表3 不同研究級配下小梁彎曲破壞試驗(yàn)結(jié)果

從表3可知，隨著貝雷法檢驗(yàn)參數(shù)CA比的提高，試件的抗彎拉強(qiáng)度和破壞荷載也在提高，其中CA比=0.8時(shí)的破壞荷載和抗彎拉強(qiáng)度最大，其破壞荷載是規(guī)范推薦中值級配材料（級配1#）的1.7倍，抗彎拉強(qiáng)度是規(guī)范推薦中值級配材料的1.54。這說明CA比=0.8時(shí)，瀝青混合料具有優(yōu)良的抗彎拉特性，其疲勞破壞次數(shù)無疑也會(huì)提高。

2.3 小梁彎曲破壞試驗(yàn)

小梁彎曲破壞試驗(yàn)參考《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20—2011）[16]中關(guān)于瀝青混合料彎曲試驗(yàn)（T 0715-2011）的規(guī)定，選擇試驗(yàn)溫度為10℃，速度為10mm/min，支座間距為200mm，由試驗(yàn)得出的最大破壞荷載PB可以為通過應(yīng)力控制模式下的彎曲疲勞試驗(yàn)提供不同應(yīng)力水平S下的應(yīng)力。

2.4 彎曲疲勞試驗(yàn)

三點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)平臺(tái)為MTS—810材料試驗(yàn)機(jī)，采用三點(diǎn)應(yīng)力加載方式施加荷載，試驗(yàn)溫度為15℃，加載頻率為10Hz。考慮不同應(yīng)力水平的影響，試驗(yàn)選取了0.3、0.4、0.5、0.6共四個(gè)應(yīng)力水平。

3 疲勞壽命分析

通過試驗(yàn)可知，不管哪一種級配類型，彎曲疲勞破壞次數(shù)都隨著應(yīng)力水平S的提高而減少，但數(shù)據(jù)存在著一定的離散性[17,18]。為了提高疲勞方程的可靠度，本文通過Weibull概率分布分析不同可靠度下的P-S-N曲線方程來對比不同設(shè)計(jì)方法的疲勞性能優(yōu)劣。

3.1 疲勞預(yù)估方程擬合計(jì)算

對ATB—30混合料三點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，根據(jù)Weibull分布設(shè)計(jì)步驟[19]，按照換算關(guān)系lgNi—-lnlnPi-1，通過線性擬合可以得出對應(yīng)的擬合系數(shù)α、β以及相關(guān)系數(shù)R2。以級配1#為例，其疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4和圖4所示。

表4 研究級配1#疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表4（續(xù)）

圖4 不同應(yīng)力水平下級配1#的疲勞數(shù)據(jù)擬合結(jié)果

同理，可以計(jì)算得出2#～5#級配在不同應(yīng)力水平下的疲勞數(shù)據(jù)擬合結(jié)果。由于lgNi與-lnlnPi-1呈現(xiàn)良好的線性分布關(guān)系，因此接受該應(yīng)力水平下的疲勞壽命數(shù)據(jù)服從Weibull概率分布，將Weibull概率分布數(shù)據(jù)得到的線性關(guān)系回歸系數(shù)α、β代入兩參數(shù)Weibull概率分布方程，即可計(jì)算任意其他可靠度下的等效疲勞壽命[11]。本文選取保證率50%、70%和95%三種可靠度來計(jì)算不同研究級配下的P-S-N方程并分析其路面疲勞特性。計(jì)算結(jié)果見表5。

表5 不同可靠度下研究對象的等效疲勞壽命次數(shù)

由表5不難看出，疲勞等效破壞次數(shù)在相同級配類型下都隨著應(yīng)力水平S的提高而逐漸降低。當(dāng)應(yīng)力水平為0.3時(shí)，50%和70%可靠度下級配4#的等效疲勞壽命最大，而95%可靠度下級配5#的抗疲勞性能最佳，等效疲勞破壞次數(shù)達(dá)到14 201次。

3.2 等效疲勞方程計(jì)算分析

瀝青穩(wěn)定碎石混合料的疲勞壽命次數(shù)Nf分別與應(yīng)力水平S和應(yīng)力大小σ在雙對數(shù)坐標(biāo)上呈線性關(guān)系，數(shù)學(xué)公式表達(dá)形式如下：

將五種不同級配的密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料在可靠度分別為50%、70%和95%條件下的疲勞次數(shù)N與應(yīng)力水平S對數(shù)散點(diǎn)進(jìn)行線性擬合回歸分析，根據(jù)公式（2）可以得到圖5。

圖5 不同可靠度下應(yīng)力水平與疲勞壽命雙對數(shù)回歸圖

根據(jù)圖5可以看出，密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料ATB—30在不同可靠度下疲勞壽命對數(shù)與應(yīng)力水平對數(shù)lgS呈反比，五種不同級配的混合料其疲勞壽命次數(shù)在三種可靠度下得到的擬合曲線方程相關(guān)系數(shù)R2均大于0.9。由此可知，采用本方法計(jì)算疲勞方程可有效反映材料的抗疲勞特性。對比不同可靠度下的疲勞壽命回歸圖可以看出，隨著Weibull概率分布可靠度的提高，不同設(shè)計(jì)級配疲勞壽命擬合曲線之間區(qū)分度增大，由此可看出不同級配混合料的優(yōu)劣。

同理，根據(jù)公式（3）可以繪出不同設(shè)計(jì)級配的密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料ATB—30在三種可靠度概率條件下的疲勞次數(shù)N與應(yīng)力σ的雙對數(shù)散點(diǎn)圖并進(jìn)行線性回歸擬合，得到表6和圖6。

表6 不同級配在各應(yīng)力水平下的荷載應(yīng)力

圖6 不同可靠度下應(yīng)力值與疲勞壽命雙對數(shù)回歸圖

從圖6可以看出，五種不同設(shè)計(jì)級配在Weibull概率分布中可靠度為50%、70%和95%概率下根據(jù)瀝青穩(wěn)定碎石混合料疲勞壽命N與應(yīng)力值σ在雙對數(shù)坐標(biāo)上呈線性相關(guān)，擬合曲線形式為標(biāo)準(zhǔn)疲勞方程。從圖6中還可以看出，在同一可靠度和相同應(yīng)力大小條件下，設(shè)計(jì)級配3#、4#和5#的線位高于設(shè)計(jì)級配1#和2#，這說明前三者的抗疲勞特性優(yōu)于后兩者。

為了更好地評價(jià)每一種級配在相同可靠度下的路面抗疲勞特性，根據(jù)疲勞方程統(tǒng)計(jì)了其相關(guān)參數(shù)并繪制成柱狀圖（見圖7）。

圖7 兩種疲勞方程不同可靠度下不同級配參數(shù)柱狀圖

隨著Weibull概率分布可靠度的提高，不同設(shè)計(jì)級配之間的差別更為顯著，可以明顯地反映出不同級配ATB—30瀝青混合料的抗疲勞性能。由圖7可知，在不同可靠度的P-S-N圖中，系數(shù)a值較大的為級配5#，系數(shù)a值較小的為級配1#，二者截距a的比值為0.49～0.81，斜率b的比值為1.14～1.36；而在不同可靠度的P-σ-N圖中，級配5#與級配1#截距a的比值為0.87～0.89，斜率b的比值為1.14～1.36。同理可以得出，級配4#和5#的疲勞方程系數(shù)a值高于級配1#、2#和3#，即前兩者的疲勞曲線截距較大，而系數(shù)b值則小于后者，說明級配4#和5#的抗疲勞性能優(yōu)于其他三種級配。

綜上所述，密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料的疲勞壽命受級配組成設(shè)計(jì)的影響顯著，隨著CA比的不斷提高，粗集料中的細(xì)料部分所占比重也在不斷提高，由于這些細(xì)料填充了粗料中的空隙，致使混合料形成了較為緊密的骨架嵌擠密實(shí)結(jié)構(gòu)，其抗變形破壞能力得到加強(qiáng)，在車輛重復(fù)荷載作用下能有效抵抗并減少裂縫的產(chǎn)生。根據(jù)圖6，在不同可靠度的P-σ-N圖中，級配4#的疲勞壽命曲線優(yōu)于其他級配，這是因?yàn)榧壟?#有著較好的密實(shí)特性，在瀝青穩(wěn)定碎石混合料成型時(shí)更容易壓實(shí)。由此也可以得出結(jié)論：ATB—30的壓實(shí)特性與其抗疲勞性能具有良好的一致性。

4 結(jié)論

（1）根據(jù)SGC旋轉(zhuǎn)壓實(shí)數(shù)據(jù)得到密實(shí)曲線，選取密實(shí)曲線斜率K1、K2和能量指數(shù)CEI、TDI四個(gè)參數(shù)，評價(jià)了不同級配的壓實(shí)特性，得出CA比為0.8時(shí)且在最佳油石比下材料具有較好的壓實(shí)特性，在路面施工時(shí)可以節(jié)約能源、減少排放，同時(shí)在運(yùn)營期間具有良好的抗變形能力。

（2）通過對不同級配的ATB—30的P-S-N和P-σ-N曲線方程進(jìn)行分析，得出采用貝雷法設(shè)計(jì)的級配其疲勞特性優(yōu)于規(guī)范中值和Superpave設(shè)計(jì)方法得到的級配。在重載交通作用下，路面結(jié)構(gòu)層材料所受到的應(yīng)力水平S會(huì)顯著提高，其疲勞特性優(yōu)勢更為明顯。

（3）隨著Weibull概率分布可靠度的增加，不同級配之間抗疲勞性能的差異越來越顯著。通過P-S-N曲線可以看出，疲勞壽命次數(shù)與CA比成正比。同時(shí)，在P-σ-N曲線中，CA比為0.8的級配4#疲勞性能最佳，說明ATB—30的壓實(shí)特性與其抗疲勞性能具有良好的一致性，CA比=0.8的ATB—30同時(shí)具有良好的壓實(shí)特性和抗疲勞性能。

[1]梅彥峰.瀝青穩(wěn)定碎石基層應(yīng)用研究[D].天津：河北工業(yè)大學(xué)，2011.

[2] 張爭奇，袁迎捷，王秉綱.瀝青混合料旋轉(zhuǎn)壓實(shí)曲線信息及其應(yīng)用[J].中國公路學(xué)報(bào)，2005，18（3）：1-6.

[3] 張建琴.論級配瀝青穩(wěn)定碎石基層施工工藝[J].科學(xué)之友，2012（2）：89-91.

[4] 陳飛，吳勇往，陳明，等.密級配瀝青穩(wěn)定碎石疲勞性能研究[J].公路，2011（4）：156-160.

[5] 張爭奇，邊秀奇，杜群樂，等.瀝青混合料壓實(shí)特性影響因素研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，34（6）：36-41.

[6] 張宇，韓冰.貝雷法不同CA參數(shù)下瀝青混合料的壓實(shí)性能[J].公路工程，2011，36（4）：37-40.

[7] 李漢光，高英，余文斌.瀝青混合料壓實(shí)特性及瀝青路面碾壓遍數(shù)確定[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，41（1）：186-189.

[8] 隆然，馬啟和.橡膠粉改性瀝青混合料疲勞性能研究[J].公路工程，2015，40（2）：137-141.

[9]韋佑坡，王迪.瀝青穩(wěn)定碎石抗疲勞性能研究[J].公路與汽運(yùn)，2012（3）：123-126.

[10]葉永迪.瀝青混合料彎拉疲勞損傷性能試驗(yàn)研究[D].長沙：長沙理工大學(xué)，2011.

[11]杜麗娟.瀝青穩(wěn)定碎石基層設(shè)計(jì)方法研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2011（1）：111-114.

[12]郝培文，徐金枝，周懷治.應(yīng)用貝雷法進(jìn)行級配組成設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)[J].長安大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，24（6）：1-6.

[13] WILLIAM R V,WILLIAM J P,SAMUEL H C.Aggregate Blending for Asphalt Mix Design Bailey Method[J].Transportation Research Record,2001(1789):146-153.

[14]趙軍，劉兆平，曹衛(wèi)東，等.高彈性改性瀝青的路用性能試驗(yàn)研究[J].公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2010（5）：102-105.

[15]尚念寶.石質(zhì)路基條件下瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析及ATB—30組成設(shè)計(jì)研究[D].西安：長安大學(xué)，2010.

[16]交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程JTG E20—2011[S].北京：人民交通出版社，2011.

[17] 王國忠.瀝青混合料旋轉(zhuǎn)壓實(shí)和馬歇爾試驗(yàn)對比分析[D].大連：大連理工大學(xué)，2011.

[18] 朱斌.不同類型瀝青混合料疲勞性能研究[J].公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2012（7）：168-171.

[19]劉文彬，徐微，王慶鋒.基于威布爾概率統(tǒng)計(jì)分析方法的設(shè)備可靠性預(yù)測研究[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2012（4）：664-673.

Fatigue Properties ofATB—30 with Different CARatios

MA Chao-xian1,LI Jun2,WU Jian-min3
(1.Shaanxi Road＆Bridge Group Co.,Ltd.,Xi′an 710054,China;2.Hefei Municipal Design Institute Co.,Ltd., Hefei 230000,China;3.Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of Ministry of Education, Chang′an University,Xi′an 710064,China)

Four kinds of ATB—30(Asphalt-Treated Base—30)mixture with different CA(Coarse Aggregate)ratios(0.6,0.7,0.8,and 0.9)were designed through Bailey Method,which were used in the bottom layer of asphalt pavement in freeway.In order to compact easily in the construction for realizing energy conservation and emission reduction,and to achieve good deformation resistance for decreasing the ruts during the operation of high grade highway,the dense slopes of curves（K1,K2）and energy indexes (CEI(Compactness Energy Index),TDI(Traffic Dense Index))were used to analyze the compaction characteristics of ATB—30 by SGC molded specimens.And it was concluded that ATB—30 has the best compaction characteristics when CA ratio=0.8.The indoor bending fatigue test of small beam and Weibull probability distribution were applied to establish and analyze the P-S-N&P-σ-N fatigue equivalent estimated equations under different reliabilities.It is proved that the fatigue property of mixture with gradation designed by Bailey Method is superior to mixture with the standard median gradation or gradation designed by Superpave Method.It also denotes that gradation 4#(CA ratio=0.8)has the best anti-fatigue property,which indicates that ATB—30 has a good consistency between compaction charac-teristics and anti-fatigue properties.CA ratio=0.8 is recommended in ATB—30 grade design,so as to achieve easy compaction during construction,and make the pavement be easy to open to traffic after deformation and has good fatigue resistance.

ATB—30;CA ratio;gradation design;compaction characteristic;fatigue property

U414.01

A

2095-9931（2015）06-0071-10

10.16503/j.cnki.2095-9931.2015.06.012

2015-07-31

陜西省交通運(yùn)輸廳交通科技項(xiàng)目（13-03K）

馬朝鮮（1971—），男，陜西周至人，高級工程師，研究方向?yàn)槁访婀こ淌┕ぁ-mail：39759709@qq.com。