【摘要】：瀝青混合料是由瀝青膠漿、粗集料、細(xì)集料以及隨機(jī)分布的孔隙所組成的混合物,集料-瀝青膠漿界面作為薄弱處,研究界面粘結(jié)特性是很有必要的。已有規(guī)范中測(cè)瀝青和粗集料的粘附性為定性表征,人為因素影響比較大;對(duì)于定量的表示方法,多為測(cè)定集料-瀝青界面的抗拉或抗剪能力,而實(shí)際行車荷載中,界面受力模式為混合態(tài),因此如何定量地并接近實(shí)際地表征界面粘結(jié)特性成為道路工作者亟待解決的問題�？紤]瀝青混合料實(shí)際受力模式,本文從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩個(gè)角度研究集料-瀝青膠漿界面粘結(jié)特性。首先,通過室內(nèi)試驗(yàn)獲取原材料基本性質(zhì),確認(rèn)所選用原材料性能滿足規(guī)范要求�；陬l率掃描試驗(yàn)得到不同粉膠比瀝青膠漿在不同接觸條件下的粘彈特性,基于粘彈性材料內(nèi)部特征時(shí)間理論,分析并獲得瀝青膠漿在不同接觸條件下的最佳粉膠比。設(shè)計(jì)一種可以在拉剪混合模態(tài)下測(cè)定集料-瀝青膠漿界面破壞強(qiáng)度的試驗(yàn)裝置,通過拉拔試驗(yàn)獲取不同集料-瀝青膠漿組合在不同拉伸角度下的最大應(yīng)力值。其次,考慮界面處主要因素,對(duì)集料-瀝青膠漿界面層界進(jìn)行簡(jiǎn)化,進(jìn)而得到其界面力學(xué)模型。通過ABAQUS軟件建立拉拔試驗(yàn)有限元模型,在模型中預(yù)先指定裂縫,將數(shù)值模擬中應(yīng)力隨時(shí)間變化情況與試驗(yàn)情況對(duì)比,驗(yàn)證模型的合理性。根據(jù)界面力學(xué)裂紋裂尖應(yīng)變能密度變化情況,分析得到集料-瀝青膠漿界面斷裂準(zhǔn)則,結(jié)合有限元模型中界面處應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng),獲得不同集料-瀝青膠漿組合下界面斷裂準(zhǔn)則中參數(shù),分析靜態(tài)條件下界面粘結(jié)特性。最后,基于粘彈性材料自身流變特性,由應(yīng)變掃描試驗(yàn)確定瀝青膠漿線粘彈范圍,在線粘彈范圍內(nèi)選取疲勞試驗(yàn)荷載值,結(jié)合疲勞試驗(yàn)中瀝青膠漿在不同接觸條件下粘彈參數(shù)變化規(guī)律,提出集料-瀝青膠漿界面疲勞評(píng)價(jià)指標(biāo),分析動(dòng)荷載下界面粘結(jié)特性。借助AFM觀察集料-瀝青膠漿界面納觀結(jié)構(gòu),由三維形貌揭示其界面行為。本研究得到了靜態(tài)條件下集料-瀝青膠漿界面在混合模式下的斷裂準(zhǔn)則,這可作為以后數(shù)值模擬中界面失效的判斷準(zhǔn)則,此準(zhǔn)則中受力模式與實(shí)際路面更接近;由界面疲勞評(píng)價(jià)指標(biāo)可更直觀地得到動(dòng)荷載下界面粘結(jié)特性。
【圖文】：

瀝青研究者稱其為“自由瀝青”，其與混合之前瀝青相同，且粘度較結(jié)構(gòu)瀝青小，使粘結(jié)力降低，如圖 1-1所示。圖1-1 瀝青與礦料的交互作用按照界面力學(xué)[4 ]理論，集料-瀝青膠漿之間的破壞不僅有界面粘附破壞形式，還包括瀝青膠漿的粘聚破壞及粘附和粘聚的混合破壞，，其破壞形式不

（a）90°剝離 （b）180°剝離（c）滾動(dòng)剝離 （d）T 型剝離圖1-2 剝離試驗(yàn)[ 17 ]其中 90°剝離應(yīng)用比較廣泛，剝離試驗(yàn)可以很好地與理想的粘附試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)吻合，相當(dāng)于半定量的粘附試驗(yàn)，用來進(jìn)行不同集料與不同瀝青膠漿的粘附優(yōu)選；同時(shí)剝離試驗(yàn)不能確定粘附破壞極限，其值與實(shí)際破壞標(biāo)準(zhǔn)相差較多，因其剝離過程中容許應(yīng)變比較大，所以比實(shí)際值要大。Francesco Canestrari[18]等通過對(duì)氣動(dòng)粘附拉伸試驗(yàn)裝置（PATTI）進(jìn)行改造，將金屬接觸處增加 200μm 厚的周長(zhǎng)邊緣并切出幾個(gè)槽使瀝青與集料
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U414

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2557817