低溫開(kāi)裂是瀝青路面常見(jiàn)的三大類病害之一,也是世界性難題,一旦產(chǎn)生不加處置必然誘發(fā)嚴(yán)重次生病害,導(dǎo)致道路發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。瀝青混合料低溫開(kāi)裂是低溫收縮、低溫松弛和低溫破壞三種性能綜合作用所引起的,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)低溫性能的表征展開(kāi)了大量的理論和試驗(yàn)研究,大多研究聚焦在以低溫松弛性能或低溫破壞性能表征低溫性能,導(dǎo)致對(duì)瀝青混合料低溫性能的評(píng)價(jià)較為片面。因此,低溫開(kāi)裂機(jī)理研究是深入且全面地獲取瀝青混合料低溫性能的依據(jù)。針對(duì)上述問(wèn)題,本文基于瀝青混合料低溫開(kāi)裂機(jī)理,系統(tǒng)地研究了環(huán)境及材料組成因素對(duì)瀝青混合料低溫性能影響,明確了收縮-松弛競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系對(duì)其低溫性能的作用,考慮瀝青混合料黏彈特性,分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)瀝青混合料低溫松弛性能和低溫收縮性能的表征,結(jié)合瀝青混合料的細(xì)觀預(yù)測(cè)模型,量化細(xì)觀組成及結(jié)構(gòu)對(duì)其低溫松弛性能和收縮性能的影響,以收縮-松弛在“時(shí)間域”內(nèi)和“空間域”內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)與低溫性能的數(shù)理關(guān)系詮釋瀝青混合料的低溫開(kāi)裂機(jī)理。為此,本文主要開(kāi)展了以下研究工作:考慮環(huán)境因素對(duì)低溫開(kāi)裂的影響,基于廣義極值分布模型,分析寒季極端氣候的統(tǒng)計(jì)特征,指導(dǎo)了試驗(yàn)條件參數(shù)的取值,結(jié)合環(huán)境因素對(duì)路面內(nèi)溫度場(chǎng)的分... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：207 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

連續(xù)變溫下的低溫收縮應(yīng)變曲線結(jié)構(gòu)[108]

第2章瀝青路面溫縮開(kāi)裂的影響因素分析-25-凍斷點(diǎn)為起始點(diǎn)，向前面的積累求皮爾遜相關(guān)系數(shù)的平方r2，直至r2≤0.99時(shí)的前一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度為轉(zhuǎn)化點(diǎn)溫度，數(shù)學(xué)的表達(dá)形式見(jiàn)公式（2-5），圖形意義見(jiàn)圖2-8。圖2-8約束凍斷試驗(yàn)的溫度-應(yīng)力曲線及參數(shù)Fig.2-8Schematicrepresentationofthestress-temperaturecurveparametersofTSRST1122222222222221,,==(2)ffjjjiiiiiiijjjjijiiiiiiiiTTTTjriTTjj（2-5）式中i——以溫度-應(yīng)力曲線的破壞點(diǎn)為起始點(diǎn)向前的第i點(diǎn)；Ti和σi——第i點(diǎn)的溫度和溫度應(yīng)力；j——從破壞點(diǎn)至第i點(diǎn)間的總數(shù)；2jr——破壞點(diǎn)至第j點(diǎn)間擬合直線與溫度-應(yīng)力曲線間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)平方。圖2-9呈現(xiàn)的是約束凍斷試驗(yàn)的結(jié)果，約束凍斷試驗(yàn)具有良好重現(xiàn)性已被很多學(xué)者證實(shí)。試驗(yàn)設(shè)置的平行件個(gè)數(shù)為3個(gè)，每個(gè)結(jié)果的變異系數(shù)（CoefficientofVariations，CV）均在13%以下。由圖2-9（a）可知，隨著降溫速率的增加，溫度應(yīng)力積累隨之加快，凍斷強(qiáng)度由4.20MPa增至5.08MPa。轉(zhuǎn)化點(diǎn)溫度隨降溫速率的曲線見(jiàn)圖2-9（b），隨降溫速率的增加，材料的用于松弛的時(shí)間縮短，在溫度應(yīng)力更短時(shí)間內(nèi)就開(kāi)始進(jìn)入迅速增長(zhǎng)的直線段，轉(zhuǎn)化點(diǎn)溫度相應(yīng)的在較高的溫度發(fā)生。當(dāng)降溫速率為5℃/h時(shí)，轉(zhuǎn)化點(diǎn)溫度最低，-25.5℃。當(dāng)降溫速率由5℃/h增至20℃/h時(shí)，轉(zhuǎn)化點(diǎn)溫度TT隨著溫度以1.22℃/（℃/h）線性遞增，而且線性相關(guān)系數(shù)達(dá)99.26%。

第2章瀝青路面溫縮開(kāi)裂的影響因素分析-29-30mm±0.5mm、高35mm±2.0mm，試驗(yàn)溫度-10℃，加載速率50mm/min，彎曲破壞應(yīng)變BBTe計(jì)算所得。約束凍斷試驗(yàn)的起始溫度為20℃，降溫速率采用10℃/h。圖2-10低溫劈裂加載與測(cè)試設(shè)備Fig.2-10TestingsystemwithMTSandDIC低溫劈裂試驗(yàn)每組材料需要5個(gè)平行件。在圖2-11可知，ACH和SMAH的劈裂抗拉強(qiáng)度IDT分別在瀝青用量為4.8%和6.3%是達(dá)到峰值，破壞拉伸應(yīng)變DICe峰值的瀝青用量分別為5.1%和6.3%。兩個(gè)指標(biāo)隨著瀝青用量出現(xiàn)峰值的原因是隨著瀝青用量的增加結(jié)合瀝青達(dá)到飽和后自由瀝青的增加引起的[117]。根據(jù)計(jì)算的變異系數(shù)可知，劈裂抗拉強(qiáng)度IDT和破壞拉伸應(yīng)變DICe的離散度均在11.7%以下，試件的容量充足的。4.24.54.85.15.4012345IDTIDTMPa瀝青用量(%)05001000150020002500eDICeDICe66.36.66.90123IDTIDTMPa瀝青用量(%)05001000150020002500eDICeDICe（a）AC-13(b)SMA-13圖2-11ACH和SMAH低溫劈裂試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果Fig.2-11IDTresultsofasphaltmixturesforACHandSMAHwiththeasphaltcontent為了分析瀝青用量對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)的敏感程度，采用單因素方差分析F檢驗(yàn)（AnalysisofvarianceANOVA，F(xiàn)-test）對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，假設(shè)檢驗(yàn)的顯著水平為0.05（95%的置信區(qū)間），當(dāng)由單因素方差分析計(jì)算的F值滿足相對(duì)應(yīng)的方差分布臨界值時(shí)，即公式（2-7），則認(rèn)為該因素影響顯著且敏感。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-10，可知兩種級(jí)配的瀝青用量對(duì)破壞拉伸應(yīng)變DICe有顯著影響，而且對(duì)破壞拉伸應(yīng)變

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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