干湿交替作用下沥青混凝土高温性能变化规律研究

发布时间：2020-05-25 00:22

【摘要】：沥青路面作为公路及城市道路的主要铺面结构形式,在国内外得到了大规模的应用和研究。近年来,路面损害问题日益突出,水损害已成为路面损害的一个重要诱因。本文为了研究沥青路面在实际使用状态下的水损规律,利用单轴蠕变试验研究了沥青混合料在不同温度、应力水平及不同浸水时间条件下的高温变形特性。通过本文研究得到如下成果:(1)对国内各地区降雨情况进行了统计分析,基于降雨条件,确定了干湿循环的浸水时间分别为8h、12h、24h、48h和96h。(2)对干湿循环过程中试件吸水率和质量损失率进行了测定。结果表明,浸水时间越长,吸水率越大,达到一定时间后,吸水率趋于平衡。干湿循环次数越多试件质量损失率越大,质量损失率随循环次数增多逐渐增大最后趋于平衡。(3)在无浸水环境下进行了不同温度和应力水平试验,在干湿循环条件下进行单轴蠕变试验。结果表明,当应力水平超过0.4MPa后,40℃下降出现非线性粘弹性变形特性,沥青混合料粘塑性应变随着干湿循环次数增大而增大,粘弹性变形特征亦如此。测试结果表明,干湿循环对沥青混合料高温性能具有一定影响。
【图文】：

网裂,沥青混凝土路面

达到 477.35 万公里，高速公路里程为 13.65 万公里程的百分率已经超过 85%[1]。配合比设计、施工过程中出现问题，以及沥青路面等自然气候环境和车辆荷载过大并不断碾压等因、低温开裂、耐久性差等病害。料统计，沥青混凝土路面造价达到公路总造价的很大的比例，现沥青混凝土路面主要的技术和质土路面耐久性差。国内沥青路面使用时间较长的计使用年限（15-20 年），且由于自然气候环境与使用年限短至 3-5 年便要整体翻修改善。期破坏严重。部分新铺路面使用 2-3 年后、时间较、车辙、唧浆、抗滑性能不足等损害出现而必须维 1-2 所示。

坑槽,沥青混凝土路面,车辙

图 1-2 沥青混凝土路面坑槽和车辙Figure.1-2 Asphalt concrete pavement pits and ruts沥青路面的铺设材料主要是沥青混合料。沥青混合料是由沥青和不同粒径的集料按照一定比例混合而成。通常认为，沥青混合料是由沥青、集料和空隙成的三相复合材料。其中，沥青是典型的粘弹性材料，其力学性质较容易受温响；集料绝大多数为不规则的多面体碎石，通常被归属为弹性或拟刚性材料，达到混合料总体积的 90%。大量实验表明，沥青混合料具有复杂的粘弹塑性，当低温环境时，其变性较小，，主要表现为线弹性，为高温环境时，其变性较大近于粘塑性。当沥青混凝土路面积水较多时，在完全浸水状态下大量的流动水分子浸入的内层及结构层之中，致使沥青路面处于饱水状态。当车辆行驶路面时，车辆加压路面使得孔隙水压力加大，沥青路面在频繁行车过程中会发生路面剥落、强度降低等问题，缩短路面使用年限，严重时会造成大面积的路面网裂，最后为路面坑槽。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U414

【参考文献】