电加热对沥青路面性能的影响研究

发布时间：2020-12-11 08:34

　　路面碳纤维电加热技术作为目前最具研究价值的路面除冰雪措施,相比其他除冰雪措施,具有发热快速、效果良好、安装简便、控制方便、强度高、耐久性高等优良特性。但是,道路结构中加入发热电缆层和隔热层后,结构特性发生不利变化,在长期加热下,沥青混合料的老化和疲劳速度较常温下更快,因此本文针对电加热对沥青路面性能造成的影响,对某林区旅游公路改建工程进行分析评价,主要工作如下:首先,对沥青路面简化的一维温度场开展计算,得到电加热时的沥青路面温度梯度,然后通过回弹模量试验分析温度对沥青混合料抗压回弹模量的影响,通过回归分析发现沥青混合料的抗压回弹模量与温度之间存在对数关系,求出了AC-13C和AC-16C沥青混合料的抗压回弹模量-温度（E-T）曲线,将温度梯度转化为弹性模量梯度,分析了短期加热下沥青混合料模量的变化。其次,按照工程实践建立了简化的沥青路面有限元分析模型,运用通用有限元分析软件,输入求得的抗压回弹模量梯度,得到了短期加热下沥青路面力学性能的变化规律,分析了短期加热下不同面层厚度、泊松比和温度对沥青路面性能的影响,得到了沥青路面在布设加热电缆时应选取的最优面层厚度、泊松比和温度。最后,为了研... 

【文章来源】：湖北工业大学湖北省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电加热电缆示意图

图 1.2 电加热路面应用实例.2.2 沥青混合料在加热加速老化研究现状沥青老化的原因非常复杂。1903 年 A.W.Dow 在一篇学术杂志中发表了自己关于沥青混合料老化的猜想在温度较高的时候老化速度加快，导致质量和渗透率降低。1961 年 Traler 通过自己开发的试验装置证明了沥青的老化与氧气、光照等有关[24]。根据目前研究现状，可以肯定的是沥青混合料在日常使用环境中对温度的性特别高，由于环流的影响，全世界多数地区都处于一年四季温度不断变化环过程中，由于月球公转而导致的昼夜变化使得全世界多数地区都处于 24 小度不断变化的循环过程中，在这种条件下沥青混合料有较高的老化速度。李海军等在某些很容易结冰的路段例如隧道洞口等地方建立了碳纤维电加泥混凝土路面试验路，为了保证其效果，设置了不同功率的加热电缆，模拟沥青混合料在不同湿度下的老化性能，试验中发现其老化性能在不同湿度下

图 3.1 路面结构设计图及图例3.1.2 模型参数的选取沥青路面上面层和下面层的材料使用两种不同的沥青混凝土，为弹性材料，采用线弹性本构关系；沥青路面基层的材料使用两种不同的水泥稳定碎石，为弹性材料，采用线弹性本构关系；土基采用线弹性本构关系；稀浆封层和透层由于厚度有限不计入模型中。路面结构中无钢筋材料，模型采用等强度原则计算。本文旨在探究电加热系统对路面性能的影响，着重点在于路面内部应力的变化，因此不考虑路面整体弯沉。为了找到沥青路面抗压回弹模量在范围内的变化趋势，将沥青路面面层的泊松比取为定值，路面各层的弹性模量参数见表 3.1，3.2。


本文编号：2910213