纤维增强沥青混凝土的界面性能优化

发布时间：2024-02-24 03:21

　　沥青混凝土由于具有优越的防水、耐用、较强弹性恢复能力等特性,在路面工程、桥面铺装工程、建筑工程中存在着广泛的应用。为了提高路面的耐久性,在沥青混合料中加入了多种纤维,从而使得界面效应对纤维增强沥青混凝土力学性能的影响不可忽略。本文以等效介质理论为基础,采用具体的方法对界面效应下的纤维增强沥青混凝土的材料性能进行了系统的研究。主要内容如下:研究了弹性粘结界面对大变形纤维增强沥青混凝土有效弹性模量影响的问题。考虑到沥青混凝土的大变形,提出了与二阶应变项相关的非线性因子。通过等效介质法,得到了圆形截面单向各向同性纤维增强的各向同性沥青混凝土弹性模量的封闭解。数值结果表明,界面效应与非线性应变对纤维增强沥青混凝土的有效弹性模量有着重要影响。根据Mori–Tanaka理论方法,研究了弹性滑移界面对大变形椭圆纤维沥青混凝土有效弹性模量影响的问题。通过引入有效各向同性介质的代表体积元来描述椭圆纤维增强沥青混凝土的整体性能,结合保角映射法和多项式函数展开法,得到了有效弹性模量的封闭解。为了验证现有的界面模型,提出了界面对弹性模量影响的的实验研究。研究发现,纤维和沥青混凝土之间存在的滑移现象对有效弹性模...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1尼龙纤维

第一章矿物纤维，例如尼龙纤维、腈纶纤维和木质素纤维，如图1-1[1]和1-2[2]所示。其中，玄武岩矿物纤维由于其稳定的物理、化学性质，以及良好的力学性能，使得路面承载能力显著提升，真正意义上实现了降低成本的同时又大幅提高了沥青路面的各项性能[3]。

图1-2木质素纤维纤维增强沥青混凝土由于具有较强抗压性、较高稳定性、较好抗疲劳性等

第一章矿物纤维，例如尼龙纤维、腈纶纤维和木质素纤维，如图1-1[1]和1-2[2]所示。其中，玄武岩矿物纤维由于其稳定的物理、化学性质，以及良好的力学性能，使得路面承载能力显著提升，真正意义上实现了降低成本的同时又大幅提高了沥青路面的各项性能[3]。

图2-1沥青混凝土的体积元和界面模型

青混凝土中最小的一部分，并且与沥青混凝土有相同的界面性质，弹及纤维的体积份数。考虑纤维的半径为R1，沥青混凝土介质的半径为的体积份数为f0。假设在垂直于z轴方向的横截面xoy中纤维的分布各向同性的，因此，沥青混凝土的有效弹性模量相对于z轴方向是横性的。

图3-1沥青混凝土的体积元和界面模型

有效弹性模量相对于z轴方向是横观各向同性的。在本章的弹性-滑移界面模型中，椭圆纤维与沥青混凝土介质之间的界面被认为是可忽略的薄层，且拥有与椭圆纤维和沥青混凝土介质不同的弹性特性，如图3-1(c)。界面的弹性模量为SE。(a)沥青混凝土(b)体积元(c)界面模型图3-1....

本文编号：3908438