基于细观力学性能的抗裂型沥青混合料研究
发布时间：2021-07-20 18:11
经过近四十年的努力,我国基本上解决了以半刚性基层沥青路面为典型结构的承载能力问题。然而,裂缝问题仍然是导致沥青路面早期损坏和大中修的主要原因之一。以广东为例,大量的路况调查数据显示,PCI下降的主要贡献来自于裂缝,其比例占病害类型的85%95%。这些裂缝又主要以近似固定间距的横向裂缝（半刚性基层反射裂缝）和少量的Top-down裂缝为主。道路工程界曾试图以改性沥青（上中面层）或添加纤维、橡胶等方式降低路面的开裂率,由于要兼顾车辙和抗滑等问题,虽然增加了工程造价但改善路面开裂的效果并不显著。基于上述背景,研究沥青混合料的材料构成、性能与路面结构的基础关系,通过材料与结构的一体化设计,根据结构需求开发具有优良抗裂性能的“功能型”沥青混合料,对于延长路面大中修周期,降低路面的养护维修成本具有重要意义。本文以离散元分析和数字图像处理为研究手段,以沥青混合料各组分细观特性为研究主线,从细观角度对沥青混合料的断裂特性进行分析,揭示级配、集料形态、集料分布、砂浆强度、空隙等对沥青混合料结构抗裂性能产生的影响,研究沥青混合料受力断裂过程中裂缝演化等,研究结论可为抗裂功能型沥青混合...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：249 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
广东省某高速公路沥青路面PCI病害分类统计
华南理工大学博士学位论文2图1-2广东省某区国省道沥青路面PCI病害分类统计病害统计结果表明，影响PCI的主要因素为裂缝类病害，占沥青路面总病害面积的85%~95%，而以车辙为主的变形类病害及松散类病害等对路面的PCI影响较校因此，导致沥青路面PCI下降的主要原因为路面裂缝。同时，裂缝病害以近似固定间距的横向裂缝（半刚性基层反射裂缝）和少量的纵向裂缝（主要为Top-down裂缝）为主，检测过程中横向裂缝与纵向裂缝病害照片见图1-3、1-4。图1-3横向裂缝（反射裂缝）图1-4纵向裂缝（Top-down裂缝）不仅半刚性基层沥青路面，近年来使用较广泛的旧水泥路面加铺沥青面层的“白加黑”旧路改造工程，反射裂缝也是一种常见病害。旧水泥路面加铺沥青面层后，旧水泥路面既有的纵缝、横缝和胀缝等构造接缝在交通荷载及温度的作用下，同样会反射至沥青面层形成反射裂缝并逐渐扩展，导致沥青路面发生开裂。不论是反射裂缝还是Top-down裂缝，均会给路面带来严重危害，一方面破坏路面结构的整体性和连续性，影响路面的使用品质和路面美观，另一方面也为雨水提供了内部通道，使雨水更易进入路面结构内部，若不及时处置，大量积水存在于基层会使面层和基层出现层间脱离，造成严重的水损坏。然而，现实情况是，即使严格按照规范规定的设计方法来设计沥青路面，且各项性
华南理工大学博士学位论文2图1-2广东省某区国省道沥青路面PCI病害分类统计病害统计结果表明，影响PCI的主要因素为裂缝类病害，占沥青路面总病害面积的85%~95%，而以车辙为主的变形类病害及松散类病害等对路面的PCI影响较校因此，导致沥青路面PCI下降的主要原因为路面裂缝。同时，裂缝病害以近似固定间距的横向裂缝（半刚性基层反射裂缝）和少量的纵向裂缝（主要为Top-down裂缝）为主，检测过程中横向裂缝与纵向裂缝病害照片见图1-3、1-4。图1-3横向裂缝（反射裂缝）图1-4纵向裂缝（Top-down裂缝）不仅半刚性基层沥青路面，近年来使用较广泛的旧水泥路面加铺沥青面层的“白加黑”旧路改造工程，反射裂缝也是一种常见病害。旧水泥路面加铺沥青面层后，旧水泥路面既有的纵缝、横缝和胀缝等构造接缝在交通荷载及温度的作用下，同样会反射至沥青面层形成反射裂缝并逐渐扩展，导致沥青路面发生开裂。不论是反射裂缝还是Top-down裂缝，均会给路面带来严重危害，一方面破坏路面结构的整体性和连续性，影响路面的使用品质和路面美观，另一方面也为雨水提供了内部通道，使雨水更易进入路面结构内部，若不及时处置，大量积水存在于基层会使面层和基层出现层间脱离，造成严重的水损坏。然而，现实情况是，即使严格按照规范规定的设计方法来设计沥青路面，且各项性
【参考文献】：
期刊论文
[1]沥青混合料劈裂强度影响因素数值模拟[J]. 彭勇,高华,万蕾,刘贵应. 吉林大学学报(工学版). 2019(05)
[2]基于分形理论的沥青混合料比表面积与相关性能研究[J]. 熊依筱,黄维蓉,杨东来. 中外公路. 2018(04)
[3]路面预养护剂在沥青混合料中渗透深度测试方法研究[J]. 王赫,马骉,田宇翔,张文静,田珂. 硅酸盐通报. 2016(08)
[4]橡胶沥青应力吸收层路用性能试验研究[J]. 郑海祥,李影. 公路交通科技(应用技术版). 2015(09)
[5]改性剂SBS对基质沥青低温抗裂性的影响研究[J]. 丁永灿,林杰. 西部交通科技. 2015(06)
[6]沥青混合料单轴贯入抗剪试验的细观分析[J]. 颜可珍,葛冬冬,游凌云. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(05)
[7]基于SCB试验的沥青混合料低温抗裂性研究[J]. 李萍,吴中,马科,张雅莉. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2015(02)
[8]基于CT-连续加荷水泥乳化沥青混凝土细观损伤规律研究[J]. 闫小虎,杨华全,石妍,李明霞. 长江科学院院报. 2013(03)
[9]沥青混凝土路面预防性养护技术研究[J]. 宋琦,邢德华. 公路. 2013(01)
[10]基于Eshelby等效夹杂理论的沥青混合料有效粘弹性质分析[J]. 吴俊,杨新华,叶永. 工程力学. 2012(10)
博士论文
[1]基于水稳拌合站的泡沫沥青冷再生技术研究[D]. 于泳潭.华南理工大学 2018
[2]基于DEM的沥青混合料低温断裂特性的宏细观分析[D]. 任皎龙.东南大学 2017
[3]乳化沥青冷再生混合料的裂纹发展行为及抗裂机理研究[D]. 高磊.东南大学 2016
[4]基于细观力学性能的功能型沥青混合料研究[D]. 石立万.华南理工大学 2014
[5]沥青混合料内部应力分布及其对粘弹性能的影响研究[D]. 郭庆林.吉林大学 2013
[6]级配颗粒堆积体密度估算方法研究[D]. 张程林.华南理工大学 2013
[7]沥青混合料开裂破坏行为的细观尺度模拟[D]. 尹安毅.华中科技大学 2013
[8]沥青路面抗车辙性能评价及结构优化[D]. 蔡旭.华南理工大学 2013
[9]基于半圆弯曲试验的沥青混合料动态响应及断裂性能研究[D]. 刘宇.哈尔滨工业大学 2009
[10]基于CT实时观测的沥青混合料裂纹扩展行为研究[D]. 谢涛.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]基于离散元法的沥青混合料单轴贯入的细观行为研究[D]. 郑佳辉.扬州大学 2018
[2]基于扩展有限元的抗裂纤维封层阻裂效应及材料适应性研究[D]. 陈思坤.重庆交通大学 2018
[3]河北省寒冷地区高速公路玄武岩纤维带状加筋半刚性基层沥青路面抗裂技术研究[D]. 王泽普.长安大学 2018
[4]橡胶沥青混合料开裂行为的试验与仿真研究[D]. 何立.重庆交通大学 2017
[5]基于半圆弯曲试验的沥青混合料断裂试验方法和评价指标研究[D]. 罗培峰.长安大学 2017
[6]基于三维离散元的沥青混合料数值模拟方法研究[D]. 邓志刚.华南理工大学 2017
[7]橡胶沥青碎石封层抑制反射裂缝效果研究[D]. 梁丹.辽宁工程技术大学 2017
[8]基于内聚力模型和三维离散元法沥青混合料劈裂试验研究[D]. 万蕾.浙江大学 2016
[9]基于PFC3D的沥青混合料虚拟试验研究[D]. 张垚.东南大学 2015
[10]基于材料细观界面特征的沥青混凝土试件开裂过程数值模拟[D]. 郭江.东南大学 2015
本文编号：3293329
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：249 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
广东省某高速公路沥青路面PCI病害分类统计
华南理工大学博士学位论文2图1-2广东省某区国省道沥青路面PCI病害分类统计病害统计结果表明，影响PCI的主要因素为裂缝类病害，占沥青路面总病害面积的85%~95%，而以车辙为主的变形类病害及松散类病害等对路面的PCI影响较校因此，导致沥青路面PCI下降的主要原因为路面裂缝。同时，裂缝病害以近似固定间距的横向裂缝（半刚性基层反射裂缝）和少量的纵向裂缝（主要为Top-down裂缝）为主，检测过程中横向裂缝与纵向裂缝病害照片见图1-3、1-4。图1-3横向裂缝（反射裂缝）图1-4纵向裂缝（Top-down裂缝）不仅半刚性基层沥青路面，近年来使用较广泛的旧水泥路面加铺沥青面层的“白加黑”旧路改造工程，反射裂缝也是一种常见病害。旧水泥路面加铺沥青面层后，旧水泥路面既有的纵缝、横缝和胀缝等构造接缝在交通荷载及温度的作用下，同样会反射至沥青面层形成反射裂缝并逐渐扩展，导致沥青路面发生开裂。不论是反射裂缝还是Top-down裂缝，均会给路面带来严重危害，一方面破坏路面结构的整体性和连续性，影响路面的使用品质和路面美观，另一方面也为雨水提供了内部通道，使雨水更易进入路面结构内部，若不及时处置，大量积水存在于基层会使面层和基层出现层间脱离，造成严重的水损坏。然而，现实情况是，即使严格按照规范规定的设计方法来设计沥青路面，且各项性
华南理工大学博士学位论文2图1-2广东省某区国省道沥青路面PCI病害分类统计病害统计结果表明，影响PCI的主要因素为裂缝类病害，占沥青路面总病害面积的85%~95%，而以车辙为主的变形类病害及松散类病害等对路面的PCI影响较校因此，导致沥青路面PCI下降的主要原因为路面裂缝。同时，裂缝病害以近似固定间距的横向裂缝（半刚性基层反射裂缝）和少量的纵向裂缝（主要为Top-down裂缝）为主，检测过程中横向裂缝与纵向裂缝病害照片见图1-3、1-4。图1-3横向裂缝（反射裂缝）图1-4纵向裂缝（Top-down裂缝）不仅半刚性基层沥青路面，近年来使用较广泛的旧水泥路面加铺沥青面层的“白加黑”旧路改造工程，反射裂缝也是一种常见病害。旧水泥路面加铺沥青面层后，旧水泥路面既有的纵缝、横缝和胀缝等构造接缝在交通荷载及温度的作用下，同样会反射至沥青面层形成反射裂缝并逐渐扩展，导致沥青路面发生开裂。不论是反射裂缝还是Top-down裂缝，均会给路面带来严重危害，一方面破坏路面结构的整体性和连续性，影响路面的使用品质和路面美观，另一方面也为雨水提供了内部通道，使雨水更易进入路面结构内部，若不及时处置，大量积水存在于基层会使面层和基层出现层间脱离，造成严重的水损坏。然而，现实情况是，即使严格按照规范规定的设计方法来设计沥青路面，且各项性
【参考文献】：
期刊论文
[1]沥青混合料劈裂强度影响因素数值模拟[J]. 彭勇,高华,万蕾,刘贵应. 吉林大学学报(工学版). 2019(05)
[2]基于分形理论的沥青混合料比表面积与相关性能研究[J]. 熊依筱,黄维蓉,杨东来. 中外公路. 2018(04)
[3]路面预养护剂在沥青混合料中渗透深度测试方法研究[J]. 王赫,马骉,田宇翔,张文静,田珂. 硅酸盐通报. 2016(08)
[4]橡胶沥青应力吸收层路用性能试验研究[J]. 郑海祥,李影. 公路交通科技(应用技术版). 2015(09)
[5]改性剂SBS对基质沥青低温抗裂性的影响研究[J]. 丁永灿,林杰. 西部交通科技. 2015(06)
[6]沥青混合料单轴贯入抗剪试验的细观分析[J]. 颜可珍,葛冬冬,游凌云. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(05)
[7]基于SCB试验的沥青混合料低温抗裂性研究[J]. 李萍,吴中,马科,张雅莉. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2015(02)
[8]基于CT-连续加荷水泥乳化沥青混凝土细观损伤规律研究[J]. 闫小虎,杨华全,石妍,李明霞. 长江科学院院报. 2013(03)
[9]沥青混凝土路面预防性养护技术研究[J]. 宋琦,邢德华. 公路. 2013(01)
[10]基于Eshelby等效夹杂理论的沥青混合料有效粘弹性质分析[J]. 吴俊,杨新华,叶永. 工程力学. 2012(10)
博士论文
[1]基于水稳拌合站的泡沫沥青冷再生技术研究[D]. 于泳潭.华南理工大学 2018
[2]基于DEM的沥青混合料低温断裂特性的宏细观分析[D]. 任皎龙.东南大学 2017
[3]乳化沥青冷再生混合料的裂纹发展行为及抗裂机理研究[D]. 高磊.东南大学 2016
[4]基于细观力学性能的功能型沥青混合料研究[D]. 石立万.华南理工大学 2014
[5]沥青混合料内部应力分布及其对粘弹性能的影响研究[D]. 郭庆林.吉林大学 2013
[6]级配颗粒堆积体密度估算方法研究[D]. 张程林.华南理工大学 2013
[7]沥青混合料开裂破坏行为的细观尺度模拟[D]. 尹安毅.华中科技大学 2013
[8]沥青路面抗车辙性能评价及结构优化[D]. 蔡旭.华南理工大学 2013
[9]基于半圆弯曲试验的沥青混合料动态响应及断裂性能研究[D]. 刘宇.哈尔滨工业大学 2009
[10]基于CT实时观测的沥青混合料裂纹扩展行为研究[D]. 谢涛.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]基于离散元法的沥青混合料单轴贯入的细观行为研究[D]. 郑佳辉.扬州大学 2018
[2]基于扩展有限元的抗裂纤维封层阻裂效应及材料适应性研究[D]. 陈思坤.重庆交通大学 2018
[3]河北省寒冷地区高速公路玄武岩纤维带状加筋半刚性基层沥青路面抗裂技术研究[D]. 王泽普.长安大学 2018
[4]橡胶沥青混合料开裂行为的试验与仿真研究[D]. 何立.重庆交通大学 2017
[5]基于半圆弯曲试验的沥青混合料断裂试验方法和评价指标研究[D]. 罗培峰.长安大学 2017
[6]基于三维离散元的沥青混合料数值模拟方法研究[D]. 邓志刚.华南理工大学 2017
[7]橡胶沥青碎石封层抑制反射裂缝效果研究[D]. 梁丹.辽宁工程技术大学 2017
[8]基于内聚力模型和三维离散元法沥青混合料劈裂试验研究[D]. 万蕾.浙江大学 2016
[9]基于PFC3D的沥青混合料虚拟试验研究[D]. 张垚.东南大学 2015
[10]基于材料细观界面特征的沥青混凝土试件开裂过程数值模拟[D]. 郭江.东南大学 2015
本文编号：3293329
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