SMA與密級配瀝青混凝土間疲勞行為之比較研究

Abstract

本文以石膠瀝青混凝土(Stone Mastic Asphalt)簡稱"SMA"之粒料級配與 IVb密級配瀝青混凝土比較期間對疲勞抵抗之行為,試體製作採用烏溪河床 粒料及針入度85/100之瀝青膠泥,由馬歇爾配合設計決定最佳含油量及加 減0.5%下製作3in.*3in.*15in.的樑形試體,在25度c下進行疲勞試驗,荷重 波型為連續性的半正弦波,同時為模擬路面受行車作用後,路面路面本身的 回復現象,採用向下等級10%為向上的回復拉力,荷重時間為0.1秒,停滯時 間為0.4秒,藉以求得反覆荷重作用下,作用次數與初始張應變的關係,另外 利用累積消散能與疲勞生命期的關係方程式,回歸得出A,Z值,依此關係評 估並比較三種級配,三種含油量對疲勞抵抗之行為.由試驗結果發現在相同 級配下,作用破壞次數皆隨含油量的增加而增加,同時含油量增加,初始張 應變較低,疲勞方程式中的k2值會隨含油量的增加而增大,使得作用破壞次 數與初始張應變關係圖中破壞線會較平緩,由k2值增大的趨勢,可以推測含 油量高的瀝青混凝土對荷重大小的反應敏感度較低,低含油量的瀝青混凝 土則相反,若由三種級配比較可知,在最佳含油量下,不論是粗型或細型SMA 瀝青混凝土其抵抗疲勞的能力皆較IVb密級配優良.由累積消散能觀點,發 現對同一試體而言,作用荷重越大所產生的累積消散能則越小,概單一作用 次數的消散能會隨作用次數的增加而增大,其達到破壞次數將減少,另外就 同一級配而言,含油量較高其累積消散能亦較大,在相同荷重下的疲勞生命 期亦較長,就三種級配而言,試驗數據亦顯示不論是粗型或細型SMA瀝青混 凝土,其累積消散能一般比IVb 密級配為大,其疲勞生命期亦較長.