Abstract Having asphalt in Cement Emulsified Asphalt Mortar (CEAM), this composition has higher toughness and ductility but also higher thermal sensitivity than conventional cement mortar. This study was aimed at investigating the fracture behavior of CEAM under out-of-plane shear and tensile loadings (Mode I, I/III, III) at low temperature. This investigation was performed by testing Edge Notched Disc Bending (ENDB) specimens with different asphalt-to-cement and water-to-cement ratios at three temperatures. Scanning Electron Microscopy technique (SEM was also employed to evaluate the effect of asphalt-to-cement and water-to-cement ratios on the structure of CEAMs. The findings revealed that for CEAM, the fracture toughness attains its highest value at pure tensile mode I, decreases as the share of out-of-plane shear in the mixed-mode I/III loading increases, and reaches its lowest value in the pure out-of-plane shear mode III. Furthermore, a multiple regression model was extracted for the relationship between each critical stress intensity factor (KC) and asphalt-to-cement ratio (A/C), water-to-cement (W/C), and temperature (T). The analyses showed -at the 95% confidence level- that A/C have a significant impact on KC in all examined modes and also the fracture toughness of CEAM decreases with increasing A/C. Changes in W/C also had a significant impact on the pure shear mode and mixed tensile-shear mode (I/III) stress intensity factors. Temperature changes in the studied range only affected the pure tensile mode stress intensity factor.

中文翻译：

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I/III混合加载下水泥乳化沥青砂浆的低温抗裂性

摘要 水泥乳化沥青砂浆 (CEAM) 中含有沥青，这种组合物比传统水泥砂浆具有更高的韧性和延展性，但也具有更高的热敏性。本研究旨在研究 CEAM 在低温下平面外剪切和拉伸载荷（模式 I、I/III、III）下的断裂行为。本研究是通过在三种温度下测试具有不同沥青与水泥和水与水泥的比率的边缘缺口圆盘弯曲 (ENDB) 试样来进行的。扫描电子显微镜技术（SEM 也被用来评估沥青与水泥和水与水泥的比例对 CEAMs 结构的影响。结果表明，对于 CEAM，断裂韧性在纯拉伸模式下达到最高值一世，随着混合模式 I/III 载荷中面外剪切份额的增加而降低，并在纯面外剪切模式 III 中达到最低值。此外，针对每个临界应力强度因子（KC）与沥青水泥比（A/C）、水水泥比（W/C）和温度（T）之间的关系，提取了多元回归模型。分析表明，在 95% 的置信水平下，A/C 在所有检查模式下对 KC 都有显着影响，并且 CEAM 的断裂韧性随着 A/C 的增加而降低。W/C 的变化也对纯剪切模式和混合拉伸-剪切模式 (I/III) 应力强度因子有显着影响。研究范围内的温度变化仅影响纯拉伸模式应力强度因子。并在纯平面外剪切模式 III 中达到最低值。此外，针对每个临界应力强度因子（KC）与沥青水泥比（A/C）、水水泥比（W/C）和温度（T）之间的关系，提取了多元回归模型。分析表明，在 95% 的置信水平下，A/C 在所有检查模式下对 KC 都有显着影响，并且 CEAM 的断裂韧性随着 A/C 的增加而降低。W/C 的变化也对纯剪切模式和混合拉伸-剪切模式 (I/III) 应力强度因子有显着影响。研究范围内的温度变化仅影响纯拉伸模式应力强度因子。并在纯平面外剪切模式 III 中达到最低值。此外，针对每个临界应力强度因子（KC）与沥青水泥比（A/C）、水水泥比（W/C）和温度（T）之间的关系，提取了多元回归模型。分析表明，在 95% 的置信水平下，A/C 在所有检查模式下对 KC 都有显着影响，并且 CEAM 的断裂韧性随着 A/C 的增加而降低。W/C 的变化也对纯剪切模式和混合拉伸-剪切模式 (I/III) 应力强度因子有显着影响。研究范围内的温度变化仅影响纯拉伸模式应力强度因子。水与水泥 (W/C) 和温度 (T)。分析表明，在 95% 的置信水平下，A/C 在所有检查模式下对 KC 都有显着影响，并且 CEAM 的断裂韧性随着 A/C 的增加而降低。W/C 的变化也对纯剪切模式和混合拉伸-剪切模式 (I/III) 应力强度因子有显着影响。研究范围内的温度变化仅影响纯拉伸模式应力强度因子。水与水泥 (W/C) 和温度 (T)。分析表明，在 95% 的置信水平下，A/C 在所有检查模式下对 KC 都有显着影响，并且 CEAM 的断裂韧性随着 A/C 的增加而降低。W/C 的变化也对纯剪切模式和混合拉伸-剪切模式 (I/III) 应力强度因子有显着影响。研究范围内的温度变化仅影响纯拉伸模式应力强度因子。