基于OT試驗(yàn)的大粒徑瀝青混合料抗裂性能研究

魏建輝，史俊杰，梁軍林

(廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，廣西南寧530004)

0 引言

為了減緩路面結(jié)構(gòu)中反射裂縫問(wèn)題，在實(shí)際路面結(jié)構(gòu)中經(jīng)常使用土工合成夾層[1-2]。研究表明，增大瀝青基層的骨料粒徑，使其形成骨架嵌擠結(jié)構(gòu)可以有效阻止反射裂縫的發(fā)生。大粒徑瀝青混合料(large stone asphalt mixes, LSAM)公稱最大粒徑為25～63 mm，具有很強(qiáng)的變形能力，它作為一類柔性結(jié)構(gòu)層，主要應(yīng)用在路面下面層，有效減緩路面反射裂縫的發(fā)生。目前將大粒徑瀝青混合料應(yīng)用到路面基層結(jié)構(gòu)中還存在一些問(wèn)題。我國(guó)在大粒徑瀝青混合料方面的研究開(kāi)展較晚，國(guó)外部分地區(qū)對(duì)大粒徑瀝青混合料的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也不相同。我國(guó)實(shí)際路面結(jié)構(gòu)中存在大量半剛性基層路面，而半剛性基層路面由于存在溫度干縮效應(yīng)，往往在溫度應(yīng)力的作用下在裂縫頂端產(chǎn)生應(yīng)力集中[3]，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫由基層向上反射到瀝青面層，形成反射裂縫。研究瀝青路面開(kāi)裂機(jī)理的試驗(yàn)和分析方法一直是瀝青路面研究的重點(diǎn)[4-5]，由于目前還沒(méi)有統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)室裂紋性能標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，德克薩斯運(yùn)輸部使用(overlay tester, OT)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行HMA混合料的開(kāi)裂性能研究。OT試驗(yàn)有效模擬了節(jié)點(diǎn)和裂縫在車輛荷載作用下的開(kāi)閉反射裂縫機(jī)理，得到了廣泛地應(yīng)用[4-8]。OT試驗(yàn)的主要結(jié)果反映了瀝青混合料的抗裂性能，通常認(rèn)為OT試驗(yàn)中試件衰減為第一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)測(cè)得的最大荷載的93 %時(shí)，試件被判斷為失效。但有研究人員對(duì)此失效條件也存在爭(zhēng)議，認(rèn)為這個(gè)過(guò)程不能獲取用于量化確定瀝青混合料抗裂性能的其他重要的信息。因此，有必要尋找其他替代的方法分析和解析從OT試驗(yàn)中獲取的數(shù)據(jù)。半剛性基層路面結(jié)構(gòu)中下面層瀝青路面在結(jié)構(gòu)層次上處在半剛性基層之上和中面層之下。大粒徑瀝青混合料作為路面結(jié)構(gòu)下面層使用，實(shí)際受力狀態(tài)是大粒徑瀝青混合料結(jié)構(gòu)層上下面均受到其他面層結(jié)構(gòu)的約束作用，其側(cè)面受到路面自然結(jié)構(gòu)形式的約束作用。反射裂縫在下面層結(jié)構(gòu)中的萌生和擴(kuò)展均是半剛性基層裂縫或接縫處的局部效應(yīng)，因此下面層路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析考慮上下面層對(duì)該面層結(jié)構(gòu)的影響更符合實(shí)際受力情況。本文通過(guò)應(yīng)用OT單調(diào)加載試驗(yàn)，研究大粒徑瀝青混合料抗裂性能，并對(duì)大粒徑瀝青混合料在不同條件下抗裂性能進(jìn)行比較，提出用分形維數(shù)對(duì)其斷裂性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖1 裂縫產(chǎn)生和擴(kuò)展Fig.1 Generation and propagation of cracks

1 單調(diào)荷載OT試驗(yàn)斷裂參數(shù)研究

本文通過(guò)OT試驗(yàn)進(jìn)行大粒徑瀝青混合料作為路面下面層對(duì)反射裂縫的抗裂性能研究，獲取大粒徑瀝青混合料的拉伸強(qiáng)度、延性特征、模量和斷裂能等參數(shù)，進(jìn)而分析評(píng)價(jià)大粒徑瀝青混合料的抗裂性能。在單調(diào)加載OT試驗(yàn)過(guò)程中，測(cè)得的參數(shù)和重復(fù)荷載試驗(yàn)過(guò)程類似，如施加荷載、開(kāi)口位移、試件和溫度等，圖1展示了一個(gè)典型的OT單調(diào)加載試驗(yàn)結(jié)果。從圖1可以觀察到，大粒徑瀝青混合料的反射裂縫開(kāi)裂過(guò)程中有兩個(gè)不同的階段：裂縫萌生階段(A區(qū)域)和裂縫擴(kuò)展階段(B區(qū)域)。試驗(yàn)中獲得的斷裂參數(shù)有斷裂能GT，拉伸強(qiáng)度σ，峰值荷載處拉伸應(yīng)變?chǔ)?，和拉伸模量E。斷裂參數(shù)通過(guò)下述方程計(jì)算獲得：

(1)

對(duì)單調(diào)荷載試驗(yàn)下的兩個(gè)階段，斷裂能可以改寫為式(2)和式(3)。

裂縫萌生階段的斷裂能：

(2)

裂縫擴(kuò)展階段的斷裂能：

(3)

因此，對(duì)OT單調(diào)荷載試驗(yàn)下大粒徑瀝青混合料總的斷裂能為：

(4)

單調(diào)荷載試驗(yàn)下的OT試驗(yàn)拉伸強(qiáng)度可以寫成下式：

(5)

峰值破壞荷載處的拉伸應(yīng)變定義為：

ε=(Dmax-D0)/d。

(6)

大粒徑瀝青混合料的拉伸模量(剛度)可以通過(guò)下式計(jì)算：

E=σ/ε。

(7)

式(1)～式(7)中：t是OT試驗(yàn)試件厚度，b是OT試驗(yàn)試件寬度，d是鋼板間距，Dmax和D0分別為峰值荷載處測(cè)得的位移和初始位移，N表示峰值荷載，E是大粒徑瀝青混合料的拉伸模量。研究者提出斷裂指數(shù)(fracture energy index，本文簡(jiǎn)記為F)的概念[4-5]，以此評(píng)價(jià)瀝青混合料在OT試驗(yàn)單調(diào)荷載下的抗裂能力。該指數(shù)定義為瀝青混合料總的斷裂能(GT)對(duì)瀝青混合料拉伸強(qiáng)度(σ)的比值與峰值應(yīng)變(ε)之積，方程如下所示：

(8)

瀝青混合料是一種具有復(fù)雜幾何特征的復(fù)合材料，其內(nèi)部微觀多空隙的結(jié)構(gòu)在形成裂縫后具有分形特征[9-10]。瀝青混合料的斷裂面是內(nèi)部微觀裂縫不斷擴(kuò)展形成的結(jié)果，且斷裂面的分形特征有一定的普適性。實(shí)驗(yàn)表明，材料的損傷和斷裂過(guò)程具有較好的統(tǒng)計(jì)自相似性。因?yàn)楹芯S數(shù)計(jì)算易于MATLAB編寫算法，本文采用盒維數(shù)進(jìn)行分析。把曲線放在一個(gè)邊長(zhǎng)為ε1的網(wǎng)格內(nèi)[如圖2(a)]，計(jì)算和曲線相交的網(wǎng)格數(shù)N1。把碼尺縮小一倍，即ε2=ε1/2，將網(wǎng)格變小[見(jiàn)圖2(b)]，計(jì)算與曲線相交的盒子數(shù)N2。繼續(xù)這個(gè)過(guò)程，可以得到一組序列(Ni,εi)。令r=εi，N=Ni，根據(jù)分形維數(shù)定義:

(a) 邊長(zhǎng)為ε1的網(wǎng)格

(9)

可得:

Ni(εi)=Aεi-D(i=1,2,3,…)。

(10)

對(duì)式(10)兩側(cè)取對(duì)數(shù)并在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系繪圖，通過(guò)Origin Lab擬合曲線。直線斜率即為分形維數(shù)D，稱之為盒維數(shù):

(11)

本文通過(guò)單調(diào)荷載下的OT試驗(yàn)對(duì)大粒徑瀝青混合料在不同溫度(10 ℃、15 ℃、25 ℃)、不同油石比(3.38 %、3.60 %、3.90 %)、不同老化條件(未老化、短期老化和長(zhǎng)期老化)和不同加載速率(3、4、5 mm/min)下的抗裂性能進(jìn)行研究，每組3個(gè)試件分別進(jìn)行試驗(yàn)。通過(guò)上述斷裂參數(shù)對(duì)大粒徑瀝青混合料的抗裂性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析不同條件對(duì)大粒徑瀝青混合料抗裂性能的影響。

2 試驗(yàn)方案和材料制備

本文通過(guò)自制夾具與MTS聯(lián)合使用，實(shí)現(xiàn)本文研究目的。標(biāo)準(zhǔn)OT試驗(yàn)荷載加載模式采用三角形波形，而本文利用OT裝置進(jìn)行單調(diào)拉伸試驗(yàn)得到大粒徑瀝青混合料斷裂性能。

2.1 試驗(yàn)步驟

本試驗(yàn)所用試件通過(guò)將車轍板切割成6個(gè)小試件獲得。試件尺寸為150 mm×100 mm×60 mm。試驗(yàn)采用環(huán)氧樹脂將試件粘貼于鋼板上，鋼板之間的間距通過(guò)2 mm厚的墊片控制，墊片粘貼透明膠帶防止膠水與墊片粘連難以取出，用木片均勻涂抹膠水于鋼板上，膠水用量宜滿鋪鋼板。試件粘貼完畢后取重物放置在試件上，室溫12 h后取下重物和墊片。試驗(yàn)前試件放置在環(huán)境箱中進(jìn)行保溫，時(shí)間不低于4 h。試驗(yàn)開(kāi)始前，檢查MTS各項(xiàng)參數(shù)，確保試驗(yàn)安全進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)束后用高清相機(jī)對(duì)試件斷裂面進(jìn)行拍照。在OT單調(diào)加載條件下，采用位移控制模式，試驗(yàn)終止條件為試件完全拉斷時(shí)停止。每組試驗(yàn)分別進(jìn)行3次，對(duì)3個(gè)試樣獲取的荷載位移曲線和計(jì)算結(jié)果取平均值，得到每組試驗(yàn)條件下試樣試驗(yàn)結(jié)果。

2.2 材料制備

我國(guó)對(duì)LSAM路用性能的研究比較缺乏，尚沒(méi)有得到廣泛關(guān)注。LSAM的配合比設(shè)計(jì)還沒(méi)有一個(gè)成熟的方法，劉中林提出了骨架密實(shí)型綜合設(shè)計(jì)法，這一設(shè)計(jì)方法利用最大密度曲線和粗集料間隙率來(lái)研究骨架的組成，更能發(fā)揮LSAM的嵌擠作用[11]。本文采用LSAM-30進(jìn)行研究[12]，LSAM-30礦料級(jí)配表見(jiàn)表1。所用瀝青種類泰普克AH-70基質(zhì)瀝青，集料采用廣西武鳴的石灰?guī)r。

表1 LASM-30級(jí)配表Tab.1 LASM-30 aggregate gradation table

2.3 確定最佳瀝青用量

本文采用大馬歇爾試驗(yàn)方法[13-14]來(lái)確定大粒徑瀝青混合料的瀝青用量。通過(guò)對(duì)大馬歇爾試件進(jìn)行瀝青用量與視密度、穩(wěn)定度、飽和度、空隙率和流值的關(guān)系，最終確定本文所用大粒徑瀝青混合料最佳油石比為3.38 %。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 加載速率對(duì)斷裂參數(shù)的影響

圖3 不同速率LSAM荷載位移曲線Fig.3 Load-displacement curves of LSAMat different rates

荷載速率對(duì)瀝青混合料的斷裂試驗(yàn)非常重要。低速率加載情況下瀝青混合料表現(xiàn)出蠕變特性，而高速率加載條件下瀝青混合料斷裂擴(kuò)展特性不明顯。因此本文開(kāi)展了不同加載速率對(duì)大粒徑瀝青混合料的OT試驗(yàn)影響的研究。試驗(yàn)研究中為了得到裂縫的穩(wěn)定擴(kuò)展過(guò)程，試驗(yàn)溫度設(shè)定在25 ℃，選定3個(gè)荷載速率，分別為3、4、5 mm/min。圖3和表2都表明大粒徑瀝青混合料在3 mm/min和4 mm/min情況下表現(xiàn)的力學(xué)性能差別不顯著；在加載速率為5 mm/min時(shí)，大粒徑瀝青混合料表現(xiàn)出的力學(xué)性能明顯高于前兩種加載速率下的結(jié)果。這表明不同的荷載加載速率對(duì)試樣的結(jié)果有影響[15]。表2表明斷裂能指數(shù)F、總斷裂能(GT)隨加載速率的提高而增大。較高的加載速率對(duì)測(cè)得的試件峰值荷載有提高，進(jìn)而產(chǎn)生較高的抗拉強(qiáng)度。因?yàn)閿嗔涯苁峭ㄟ^(guò)荷載位移曲線圍城的面積計(jì)算得到，所以高荷載速率下測(cè)得的裂縫萌生時(shí)的斷裂能(GB)也較高。在實(shí)際的試樣過(guò)程中，高荷載速率也會(huì)導(dǎo)致試件脆斷，致使裂縫擴(kuò)展過(guò)程不顯著。綜上所述，加載速率對(duì)試驗(yàn)有比較顯著的影響，因此本文后續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)都是采用3 mm/min的加載速率。

表2 不同速率下大粒徑瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Test results of large-size asphalt mixtures at different rates

3.2 瀝青含量對(duì)斷裂參數(shù)的影響

圖4 不同油石比LSAM荷載位移曲線Fig.4 Load-displacement curves of LSAM with different bitumen-aggregate ratio

瀝青含量對(duì)大粒徑瀝青混合料耐久性能和強(qiáng)度有明顯的影響，本文對(duì)大粒徑瀝青混合料在不同油石比(3.38 %、3.60 %、3.90 %)的抗裂性能進(jìn)行了單調(diào)加載的OT試驗(yàn)。試驗(yàn)溫度為室溫25 ℃，加載速率3 mm/min。從圖4可以看出油石比的改變對(duì)荷載位移曲線沒(méi)有顯著的改變。峰值荷載隨油石比變化不明顯，裂縫開(kāi)裂所需要的能量小于裂縫擴(kuò)展所需要的能量。

圖4和表3表明隨著油石比的增加，裂紋萌生所需能量(GA)的變化趨勢(shì)和峰值荷載對(duì)油石比的變化趨勢(shì)一致，都沒(méi)有表現(xiàn)出對(duì)油石比明顯的相關(guān)性。另一方面，在裂縫擴(kuò)展階段隨著油石比的增加裂縫擴(kuò)展所需能量(GB)逐漸升高，并且與總的斷裂能(GT)對(duì)油石比的變化趨勢(shì)一致。由于大粒徑瀝青混合料的斷裂能與荷載位移曲線下的面積成正比，因此總斷裂能值可以比較直觀地描述油石比變化對(duì)其力學(xué)性能的影響。從理論上講，隨著瀝青含量的增加，瀝青混合料開(kāi)裂的斷裂能(GA)會(huì)增加。這是因?yàn)榇罅綖r青混合料中瀝青粘結(jié)劑含量的增加意味著瀝青混合料延性的增加，因此在荷載位移曲線下的面積界限會(huì)更大，從而導(dǎo)致更高的裂縫開(kāi)裂能。而試驗(yàn)過(guò)程中并沒(méi)有得到一致的結(jié)論，因此需要進(jìn)一步研究，建立更好的分析模型。參數(shù)F對(duì)油石比的變化趨勢(shì)與荷載對(duì)油石比的變化趨勢(shì)相似，沒(méi)有明顯的規(guī)律可循。原因可能在于材料方面，大粒徑瀝青混合料需要的油石比相比普通瀝青混凝土較少，油石比在較小范圍能變化，對(duì)大粒徑瀝青混合料的力學(xué)性能影響不明顯。

表3 不同油石比下大粒徑瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Test results of large-size asphalt mixtures with different bitumen-aggregate ratio

3.3 溫度對(duì)斷裂參數(shù)的影響

自然環(huán)境、行車荷載以及路面結(jié)構(gòu)等因素對(duì)瀝青路面的早期破壞都有影響。不同的因素產(chǎn)生的病害不同。溫度對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)影響比較大，高溫容易產(chǎn)生車轍病害，低溫容易造成路面裂縫。根據(jù)OT試驗(yàn)規(guī)程和其他學(xué)者[16-17]的研究方法，OT試驗(yàn)通常在25 ℃條件下進(jìn)行。大粒徑瀝青混合料作為裂縫緩解層，在路面結(jié)構(gòu)層中處于基層與面層之間，工作時(shí)的環(huán)境溫度多在5 ℃～25 ℃，結(jié)合往年廣西當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境，試驗(yàn)溫度采用5 ℃、15 ℃、25 ℃、30 ℃，考察溫度對(duì)大粒徑瀝青混合料OT試驗(yàn)在單調(diào)加載情況下的影響。試驗(yàn)加載速率3 mm/min，油石比3.38 %。

圖5 不同溫度LSAM單調(diào)拉伸荷載位移曲線Fig.5 Monotone tensile load-displacement curves of LSAM at different temperatures

圖5荷載位移曲線表明，大粒徑瀝青混合料在較低溫度環(huán)境下更易脆斷，試件會(huì)在荷載加載的初期發(fā)生開(kāi)裂，形成初始裂縫，在荷載位移曲線上表現(xiàn)出拐點(diǎn)，隨后荷載隨位移增加逐漸上升直至斷裂，荷載下降。高溫環(huán)境下，大粒徑瀝青混合料的模量衰減，因此峰值荷載隨之下降，導(dǎo)致大粒徑瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度降低。這表明大粒徑瀝青混合料在低溫環(huán)境中彈性行為表現(xiàn)明顯，延展性較差。相反，在較高溫度環(huán)境(25 ℃、30 ℃)中，大粒徑瀝青混合料表現(xiàn)出一定的延性特征，表現(xiàn)為荷載位移曲線比較平滑，有相對(duì)較大的位移變形。

在表4中的8個(gè)參數(shù)中，3個(gè)斷裂能參數(shù)(GA，GB和GT)和F與荷載對(duì)溫度的變化規(guī)律比較一致，都隨溫度升高而逐漸降低。高溫導(dǎo)致大粒徑瀝青混合料延性增加、模量降低，進(jìn)而導(dǎo)致試樣開(kāi)裂需要的能量降低。大粒徑瀝青混合料在低溫初始裂縫形成階段，開(kāi)裂荷載較高，斷裂需要的能量自然就高；而在高溫裂縫擴(kuò)展階段，其延性較好，裂縫擴(kuò)展需要更多的能量。這可通過(guò)表4中的能量參數(shù)GA和GB在不同溫度下的數(shù)值得到證明。從圖5同時(shí)可以得知，低溫大粒徑瀝青混合料開(kāi)裂速度更快，這可從荷載位移曲線峰值段后的下降段曲線的斜率可以得知。從圖上可以看出，大粒徑瀝青混合料荷載位移曲線下降段曲線斜率隨溫度降低增加而增加。

表4 不同溫度下大粒徑瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Test results of large-size asphalt mixtures at different temperatures

3.4 老化對(duì)斷裂參數(shù)的影響

圖6 老化后LSAM單調(diào)拉伸荷載位移曲線Fig.6 Monotone tensile load-displacement curve of LSAM after aging

瀝青路面早期出現(xiàn)大量的破壞與瀝青和瀝青混合料的老化密切相關(guān)[18]。本文依據(jù)規(guī)范對(duì)大粒徑瀝青混合料進(jìn)行長(zhǎng)期老化和短期老化試驗(yàn)研究，分析研究老化對(duì)上述參數(shù)的影響。每組試驗(yàn)3個(gè)試件，試驗(yàn)溫度為室溫25 ℃，加載速率3 mm/min。

研究結(jié)果表明(表5)大粒徑瀝青混合料經(jīng)老化后剛度增加，延展性較差。峰值荷載隨老化程度逐漸增加，表現(xiàn)出對(duì)老化程度較好的相關(guān)性。裂縫擴(kuò)展斷裂能(GB)和總的斷裂能(GT)都表現(xiàn)出對(duì)老化程度一致的相關(guān)性，隨老化程度增加。F對(duì)老化程度增加有逐漸減少的趨勢(shì)，但短期老化得到的F參數(shù)值最小。從圖6同時(shí)可以得知，老化后大粒徑瀝青混合料開(kāi)裂速度更快，這可從荷載位移曲線峰值段后的下降段曲線的斜率可以得知。從圖上可以看出，老化后大粒徑瀝青混合料荷載位移曲線下降段曲線斜率隨老化程度增加而增加。

表5 老化后大粒徑瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Test results of large-size asphalt mixture after aging

3.5 分形理論的應(yīng)用

通過(guò)高分辨率相機(jī)對(duì)試件拍照獲得斷裂面的原始圖片(圖7)，利用Photoshop軟件對(duì)原始圖片處理獲取清晰度高的區(qū)域作為計(jì)算區(qū)域。然后將原始圖片轉(zhuǎn)換成灰度圖像(圖8)。本文對(duì)大粒徑瀝青混合料不同油石比、不同溫度、老化條件下的斷裂試件進(jìn)行拍照提取裂紋，通過(guò)MATLAB用不同大小網(wǎng)格覆蓋處理后的圖像，得到對(duì)應(yīng)不同網(wǎng)格大小的數(shù)據(jù)ε數(shù)組和N數(shù)組。對(duì)數(shù)列(log(1/ε)，logN)在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系進(jìn)行線性回歸分析，如果有良好的線性相關(guān)性，則認(rèn)為裂縫具有分形特性。

從圖9可知，log(1/ε)和logN表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)都超過(guò)0.95。這說(shuō)明大粒徑瀝青混合料的斷裂面具有明顯的統(tǒng)計(jì)相似性，即裂縫具有統(tǒng)計(jì)意義上的分形特征，可以利用分形幾何理論研究大粒徑瀝青混合料的斷裂。

圖7 試件裂縫圖片F(xiàn)ig.7 Fracture diagram of specimens

圖8 試件二值化圖像Fig.8 Binarized image of specimen

圖9 擬合結(jié)果Fig.9 Fitting results

本文對(duì)上述大粒徑瀝青混合料試件在不同溫度、不同油石比和老化條件下的斷裂面裂縫進(jìn)行分形特征研究，對(duì)每組3個(gè)試件取平均值，結(jié)果見(jiàn)表6～表8。

表6 大粒徑瀝青混合料分形維數(shù)計(jì)算結(jié)果Tab.6 Fractal dimension of LSAM

表7 大粒徑瀝青混合料分形維數(shù)計(jì)算結(jié)果Tab.7 Fractal dimensions of LSAM

表8 大粒徑瀝青混合料分形維數(shù)計(jì)算結(jié)果Tab.8 Fractal dimensions of LSAM

從表6～表8可以看出分形維數(shù)和溫度的相關(guān)性比較明顯，分形維數(shù)隨溫度的升高而降低。由前文可知大粒徑瀝青混合料低溫脆性明顯，斷裂荷載高，斷裂能大，斷裂面曲折復(fù)雜，而高溫則相反。在老化和油石比方面，也可得到類似的結(jié)論。分維數(shù)高說(shuō)明試件斷裂脆性明顯，延展性較差。綜上可以用分形維數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)大粒徑瀝青混合料力學(xué)性能。

4 結(jié)論

本文對(duì)大粒徑瀝青混合料在不同加載速率、不同溫度、不同油石比和老化情況下進(jìn)行了單調(diào)拉伸OT試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)合斷裂面分形特性的分析，得到以下結(jié)論：

①試件在高加載速率加載模式下容易脆斷，大粒徑瀝青混合料的斷裂擴(kuò)展特性不明顯，荷載位移曲線變化劇烈，試驗(yàn)可重復(fù)性不高。試驗(yàn)采用3 mm/min的荷載速率得到的試驗(yàn)結(jié)果比較穩(wěn)定，裂縫萌生、擴(kuò)展和斷裂階段比較明顯。不同荷載加載速率表明，試件斷裂能(GB、GT)和F參數(shù)與速率有較好的一致性，隨加載速率的提高而增加。

②斷裂能(GB、GT)整體上都表現(xiàn)出隨瀝青含量的增加而升高，因?yàn)樵黾訛r青含量試件的延性增加。參數(shù)F則對(duì)瀝青含量的變化的規(guī)律不清晰。

③通過(guò)對(duì)大粒徑瀝青混合料不同溫度下的單拉試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)大粒徑瀝青混合料的力學(xué)性能影響較大，低溫使試件變得較脆，高溫則使試件延性增加。試驗(yàn)參數(shù)(峰值荷載、GA、GB、GT)表現(xiàn)出隨溫度的升高而降低的關(guān)系。參數(shù)F則對(duì)溫度變化的規(guī)律不清晰。試件裂縫萌生時(shí)的剛度隨溫度降低而升高。

④通過(guò)對(duì)大粒徑瀝青混合料進(jìn)行老化分析，得知短期老化對(duì)大粒徑瀝青混合料的力學(xué)性能影響不明顯，長(zhǎng)期老化使大粒徑瀝青混合料變脆。試驗(yàn)參數(shù)(GB、GT)表現(xiàn)出隨老化程度而升高；參數(shù)F則對(duì)老化變化的規(guī)律不清晰。

⑤通過(guò)對(duì)斷裂面的分形特性分析，大粒徑瀝青混合料的斷裂面表現(xiàn)出較好的統(tǒng)計(jì)自相似性，具有統(tǒng)計(jì)分形特性。分形維數(shù)對(duì)不同溫度、不同油石比和老化的變化規(guī)律同試件強(qiáng)度對(duì)上述規(guī)律的變化一致，可以利用分形理論用來(lái)對(duì)大粒徑瀝青混合料進(jìn)行分析研究。

綜上，文中所述9個(gè)參數(shù)(強(qiáng)度或峰值荷載、應(yīng)變、剛度、GA、GB、GT和分形維數(shù))對(duì)試驗(yàn)變量的變化不盡相同，只有斷裂能GT和分形維數(shù)對(duì)試驗(yàn)變量的變化比較一致，可重復(fù)性高，可以比較好對(duì)用來(lái)評(píng)價(jià)大粒徑瀝青混合料的抗裂性能。F參數(shù)對(duì)瀝青混合料斷裂性能評(píng)價(jià)有效性還有待進(jìn)一步研究。