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灌入式半柔性路面材料低温性能影响规律及改善技术研究

发布时间:2021-02-03 15:23
  灌入式半柔性路面是以大空隙沥青混合料为基体,灌入特制的水泥基灌浆料填充其内部空隙而形成的一种刚柔并济的路面材料。该材料具有优异的抗高温变形能力,在承受重载的收费站、爬坡车道等易于出现车辙的路段具有良好的应用前景。然而,灌入式半柔性路面材料的蠕变和松弛能力随着模量的提高却相应降低,使得材料的抗低温收缩能力下降,低温缩裂成为该类型路面的普遍破坏模式。灌入式半柔性路面材料的低温缩裂及其引起的进一步损伤严重地影响路面的耐久性。因此,如何调和这种材料的优缺点,提高使用性能,就成了这种材料需要解决的问题。本研究首先对灌入式半柔性路面的低温开裂进行数值模拟及影响因素量化分析。根据降低灌入式半柔性路面材料模量,或增强其抗拉性能、温缩性能可显著提高灌入式半柔性路面低温抗裂性的结论,提出通过灌浆料中添加橡胶聚合物或乳化沥青来降低混合料模量、通过在基体使用高黏高弹沥青来提高混合料抗拉性能的改善措施。其次,为研究力学特性对低温性能影响规律,本研究通过改变沥青品质(改性剂)、灌浆料性能(添加剂),设计了多变量的试验。研究了模量特性、抗拉性能、温缩性能。试验结果表明:采用高粘沥青可显著提高半柔性材料抗拉性能、温缩... 

【文章来源】:东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:53 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

灌入式半柔性路面材料低温性能影响规律及改善技术研究


图2-1?ABAQUS软件中的灌入式半柔性路面模型??

应力图,模量,面层,计算长度


?东北林业大学硕士学位论文???2.3_1模?变化的影响??70?-A-E=3000Mpa??6.0?-?—0—E=4000Mpa??_?-〇?.?-B-E=5000Mpa??^??抗拉强度=3.0Mpa??0.0?*■?1?1?'?1?1—??0?10?20?30?40?50?60??面层计算长度L(m)??图2-2不同模量时温缩应力随面层计算长度的变化??表2-3不同模量对应的理论开裂间距??模量(MPa)?5000?4000?3000??理论开裂间距(m)?31.6?43.3?58.5??面层模量分别为5000MPa、4000MPa、3000MPa的温缩应力随半柔性面层模型长度??变化的计算结果如图2-2所示。由图可知,在面层模量不变的条件下,温缩应力随着模??型长度的增加呈增大的趋势。而面层模量的增大致使半柔性面层在温度荷载作用下产生??的温缩应力大幅度增加,相同面层模型长度下半柔性面层模量为5000MPa时的温缩应力??是模量为3000MPa时的2.5倍。面层模量越大,温缩应力随面层模型长度增大的速率越??快。因此,在季冻地区,进行灌入式半柔性路面结构设计时,理应考虑半柔性面层模量??对温缩应力的影响,通过材料设计适当降低材料的模量以减小面层材料受力响应。从而??抑制裂缝的发生。??以3.0MPa作为半柔性路面极限抗拉强度的时候,不同半柔性面层模量对应的理论幵??裂间距如表2-3所示。由表可知,理论开裂间距随着面层模量的减小呈增大的趋势。面??层模量从4000MPa降低到3000MPa对应的理论开裂间距增加量为约为15.2m,大于面??层模量由5000MPa降低到

应力图,抗拉强度,面层,计算长度


7.0?■???E=4000Mpa,?a=1.00E-05??60?'?-e-抗拉强度=2.0Mpa??^?5?〇?.?一分■■抗拉强度=3.0Mpa??¥?—A—抗拉强度=4.0Mpa??弇?4.0???——^?A?A??^?3.0?■?o-o——e?o ̄?o??m|??2.0???O?O?■?O?^<5?■■?O??1.0?-??0.0??1???1???1?'—??0?10?20?30?40?50?60??面层计算长度L(m)??图2-3不同抗拉强度时温缩应力随面层计算长度的变化??表2-4不同抗拉强度对应的理论开裂间距??抗拉强度(MPa)?2.0?3.0?4.0??理论开裂间距(m)?31.1?43.3?57.4??面层极限抗拉强度分别为2.0MPa、3.0MPa、4.0MPa的温缩应力随半柔性面层计算长??度变化的计算结果如图2-3所示。同样,在保证抗拉强度不变的前提下,面层在温度荷??载作用下产生的温缩应力随着模型长度的增加而增大。不同极限抗拉强度对应的理论起??裂间距如表2-4所示。由表可知,当模量为4000MPa和温缩系数为lOxlO"6时,随着抗??拉强度的增加,面层的起裂间距逐渐增加。极限抗拉强度从2.0MPa增加到3.0MPa对应??的理论开裂间距增加量为12.2m,小于极限抗拉强度从3.0MPa增加到4.0MPa对应的理??论开裂间距增加量为14.1m。由此可知,随着极限抗拉强度的增加对应的理论开裂间距??增加的幅度逐渐増大。说明面层抗拉强度的増加有利于低温抗裂性。因此,可以通过采??取增强半柔性材料抗拉性能的措施提高灌入式半柔性路面低

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本文编号:3016734

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