车辙自修复型沥青混合料研究

发布时间：2023-09-17 15:52

　　现阶段我国公路由基础建设为主逐渐转变为建设养护并重,而车辙病害缺乏长久有效的修复技术。形状记忆聚合物材料具有变形后在特定条件下恢复原本形状的能力,本文致力于将形状记忆聚合物材料与沥青路面的车辙病害结合起来,提出基于形状记忆效应的车辙自修复技术方法,使车辙能得到方便、经济、持久性的修复。首先提出了车辙自修复型沥青混合料的变形训练方法和形状记忆颗粒含量的具体计算方法,采用在沥青混合料中添加形状记忆颗粒,再通过路面摊铺压实实现形状记忆颗粒的变形训练,可同时解决形变恢复方向的多样性和沥青混合料摊铺温度对形状记忆效应的误触发影响;利用车轮荷载对形状记忆颗粒的反复压缩作用可使沥青路面具有多次车辙自修复能力。其次,本文基于PFC离散元软件,建立了形状记忆颗粒体积恢复模型。采用形状记忆颗粒等体积替代部分细集料方法,生成了符合级配和孔隙特征的单轴蠕变试件和车辙板试件。并依据试件内部各组分间选用的接触模型设定了相关力学微观参数;编写了伺服加载系统对所生成的试件进行了模拟单轴蠕变加载和车辙试验,提取接触力发现形状记忆颗粒与集料间接触力最大,主要分布于0⁰.2N,最大可达1.09N。最后...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 车辙修复技术研究现状
        1.2.2 形状记忆聚合物研究现状
    1.3 研究的主要内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 车辙自修复型沥青混合料级配设计
    2.1 虚拟试件基本假设
    2.2 形状记忆颗粒模型
        2.2.1 形状记忆材料替换方法
        2.2.2 变形训练方式
        2.2.3 形状记忆颗粒模型
    2.3 自修复型沥青混合料试件成型
        2.3.1 构造不规则多面体集料
        2.3.2 粗集料体积分数计算
        2.3.3 体积分数校核
        2.3.4 沥青胶浆颗粒与空隙生成
        2.3.5 形状记忆聚合物颗粒生成
    2.4 微观力学接触模型
        2.4.1 沥青混合料接触模型
        2.4.2 模型参数确定
    2.5 本章小结
第三章 自修复型沥青混合料高温性能
    3.1 单轴蠕变虚拟实验
        3.1.1 伺服加载机制
        3.1.2 时温等效原理
        3.1.3 虚拟实验结果分析
    3.2 室内车辙虚拟实验
        3.2.1 车辙板虚拟试件生成
        3.2.2 车辙实验条件模拟
        3.2.3 虚拟实验结果分析
    3.3 形状记忆聚合物颗粒受力分析
        3.3.1 试件内部细观接触分类
        3.3.2 形状记忆聚合物颗粒受力提取
        3.3.3 形状记忆聚合物颗粒受力分析
    3.4 本章小结
第四章 基于形状记忆效应沥青混合料变形修复效果研究
    4.1 车辙自修复沥青混合料级配设计方法
        4.1.1 变形训练体积为计算目标参数
        4.1.2 以形状记忆颗粒含量为计算目标参数
    4.2 形变修复程序的设定与实现
        4.2.1 形状记忆颗粒回复应力
        4.2.2 形状记忆修复程序的实现
        4.2.3 试件弹性形变误差修正
    4.3 单轴蠕变试件形变修复效果研究
        4.3.1 单轴蠕变试件形变恢复研究
        4.3.2 形状记忆材料压缩率确定
    4.4 车辙板形变修复效果研究
        4.4.1 车辙板内形状颗粒压缩量设计
        4.4.2 车辙板试件形变恢复研究
        4.4.3 形状记忆材料压缩率确定
    4.5 适用于车辙修复的形状记忆材料特性
        4.5.1 尺寸要求
        4.5.2 形状记忆材料种类要求
        4.5.3 热转变温度区间要求
        4.5.4 可变形程度要求
        4.5.5 形状回复力要求
    4.6 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 研究展望
参考文献
致谢



本文编号：3847736