橡胶颗粒沥青混合料除冰机理及效果

发布时间：2021-08-28 10:26

　　通过有限元方法对橡胶颗粒沥青混合料与普通沥青混合料路面冰层应力状态进行对比分析,以应变能密度因子准则作为冰层破碎新的计算原理,对不同弹性模量下的冰层破碎情况进行了计算,明确弹性模量对橡胶颗粒沥青混合料路面除冰性能的影响。不同温度、不同冰层厚度、不同橡胶颗粒掺量的沥青混合料除冰能力对比试验结果表明,粗粒径橡胶颗粒除冰效果优于细粒径橡胶颗粒,橡胶颗粒沥青混合料最大压应变与最大剪应变大于普通沥青混合料路面冰层,-5℃、冰层厚度小于5 mm时橡胶颗粒沥青混合料具有一定的除冰能力,温度低于-10℃或冰层厚度超过10 mm时橡胶颗粒沥青混合料丧失除冰能力。 

【文章来源】：大连工业大学学报. 2020,39(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

AC-13 沥青混合料级配曲线

通过有限元分析法建立模型尺寸宽为3.75 m、高为3 m的二维有限元结构进行分析,模型左右边界有水平约束,底部边界有竖向约束,各层间假设为完全连续接触。模型网格划分由两边到中间、自下而上逐渐密集,采用CPE8R参元进行分析计算(路面结构的自重忽略不计),模型示意图如图2所示。将路面荷载作用接触面形状假设为矩形,尺寸为19.2 cm×18.6 cm。根据规范规定,等效后双轮中心间距为单轮传压面当量圆直径的1.5倍,即31.4 cm,行车荷载采用标准轴载BBZ-100,轴重100 kN,轮压0.7 MPa。

图3表明,橡胶颗粒沥青路面冰层最大位移发生在轮胎荷载作用下的矩形区域内,轮胎荷载矩形区域中心的最大位移量约为0.65 mm;普通沥青混合料路面冰层的最大位移量约为0.62 mm。因此在荷载作用下,橡胶颗粒沥青路面产生的位移变形量要大于普通沥青混合料,为路面冰层破碎提供了可行性证明。图4表明,橡胶颗粒沥青混合料路面冰层在轮胎荷载作用位置产生的压应力与普通沥青混合料几乎相等,而在两轮胎之间靠近轮胎内侧的位置所产生的拉应力要大于普通沥青混合料。

【参考文献】：
期刊论文
[1]橡胶颗粒沥青混合料破冰效果试验研究[J]. 郭风俊,程璨,乔建刚.  公路交通科技(应用技术版). 2019(02)
[2]橡胶颗粒沥青路面的除冰机理[J]. 陈渊召,李振霞.  中南大学学报(自然科学版). 2013(05)
[3]橡胶粉和抗车辙剂复合改性沥青混合料的性能研究[J]. 路彦,张荣辉,孙小光,张兴华.  新型建筑材料. 2012(01)
[4]断裂力学在冰工程中的应用[J]. 李锋,马红艳.  冰川冻土. 2010(01)

博士论文
[1]橡胶颗粒弹性除冰路面关键技术研究[D]. 姚莉莉.长安大学 2012
[2]冰雪地区橡胶颗粒沥青混合料应用技术的研究[D]. 周纯秀.哈尔滨工业大学 2006

硕士论文
[1]橡胶颗粒除冰雪沥青路面的研究[D]. 张洪伟.长安大学 2009



本文编号：3368341