沥灰比对水泥乳化沥青砂浆断裂韧性的影响

基于断裂力学理论,采用单边带裂缝梁三点弯曲试验,研究了沥灰比(沥青/水泥质量比mA/mC)对水泥乳化沥青(CA)砂浆断裂行为的影响。根据测试的荷载–扰度(P–d)和荷载–裂缝口张开位移(P–dc)曲线,计算了不同沥灰比CA砂浆的应力强度因子K_I、J积分和断裂能,并测试了CA砂浆的抗压及抗折强度。结果表明:随着沥灰比的增大,CA砂浆的强度降低但变形能力(延性)增大,CA砂浆由准脆性断裂过渡为韧性断裂;当m_A/m_C0.5时,CA砂浆呈准脆性断裂,可用由线弹性断裂力学导出的断裂韧度K_(Ic)表征其断裂韧性;少量沥青的掺入虽使CA砂浆裂缝尖端塑性变大,但亦导致其强度降低,因而沥灰比为0.3时CA砂浆的K_(Ic)=0.248 5 MPa×m~(1/2),约为水泥砂浆的一半;当mA/mC≥0.5时,CA砂浆因塑性较大而呈韧性断裂,应用弹塑性断裂力学导出的J_(Ic)表征其韧性;沥灰比由0.5增大到0.9时,CA砂浆的JIc由39.222变为34.848 J/m~2,且因延性增大而使其断裂能由31.97增加到46.37 N/m;沥青相主要通过增大CA砂浆的延性而提高其韧性。

Influence of Mass Ratio of Asphalt to Cement on Fracture Toughness of Emulsified Asphalt Cement Mortar