發(fā)布時(shí)間：2017-10-03 07:34

  本文關(guān)鍵詞：基于弱邊界層理論的灌縫膠失效機(jī)理研究

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【摘要】：目前,灌縫修補(bǔ)是我國處理裂縫病害的一種有效、簡捷且廣泛的維修方法。由于在惡劣自然環(huán)境及復(fù)雜交通荷載的多重耦合作用下,灌縫膠在路用服役中極易出現(xiàn)早期失效現(xiàn)象。經(jīng)過長期的實(shí)際路面狀況調(diào)查和室內(nèi)試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)灌縫膠的粘附性失效是最典型的失效形式,所占比例達(dá)80%以上,嚴(yán)重影響了路面的使用性能,縮短了道路的使用壽命,浪費(fèi)了大量的人力和物力。因此,有必要對灌縫膠的失效機(jī)理進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容如下:首先,根據(jù)東北地區(qū)的實(shí)際路面調(diào)查和室內(nèi)研究,發(fā)現(xiàn)粘附性失效是灌縫膠最典型的失效形式,根據(jù)失效界面的斷裂形式,發(fā)現(xiàn)界面弱邊界層的存在是灌縫膠粘附性失效的直接原因。在現(xiàn)有試驗(yàn)夾具的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)新夾具,并提出灌縫膠/裂縫壁界面粘附性能的評(píng)價(jià)方法。其次,分析裂縫壁特性及所處的外界環(huán)境對灌縫膠失效的影響。研究表明:裂縫壁粘結(jié)面的孔隙率和孔隙尺寸對灌縫膠/裂縫壁界面上弱邊界層的存在和灌縫膠的失效有直接影響;灌縫膠所處的外界溫度過低、長期浸水或內(nèi)部摻入砂石雜質(zhì)時(shí),都會(huì)影響灌縫膠/裂縫壁之間的粘附作用,導(dǎo)致界面處的灌縫膠斷裂而引起失效。再次,設(shè)計(jì)合理的制備工藝自制性能不同的灌縫膠,分析灌縫膠各內(nèi)部成分對失效的影響。研究表明:SBS改性劑和橡膠粉對灌縫膠的失效有重要影響,其中橡膠粉的影響較大。當(dāng)橡膠粉含量過多或尺寸過大時(shí),灌縫膠/裂縫壁界面處的灌縫膠發(fā)生組分分離并形成弱邊界層,導(dǎo)致界面處的灌縫膠斷裂而引起失效。最后,根據(jù)灌縫膠/裂縫壁粘附性能的影響因素,基于弱邊界層理論分析灌縫膠的失效機(jī)理,并提出界面粘附性能的改善措施。其中,通過選擇性能滿足溫度要求的灌縫膠、選擇合理的開槽方式、灌縫膠表面涂一層粘結(jié)性能良好的防水材料、保證裂縫內(nèi)部無任何雜質(zhì)等措施改善灌縫膠/裂縫壁的粘附性能。
【關(guān)鍵詞】：失效形式 弱邊界層理論 裂縫壁表面特性 灌縫膠的成分及微觀結(jié)構(gòu) 失效機(jī)理 改善措施
【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】：2016
【分類號(hào)】：U418.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究的背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11-15
• 1.2.1 灌縫膠基本性能的研究11-12
• 1.2.2 灌縫膠粘附性能的研究12-13
• 1.2.3 灌縫膠失效機(jī)理的研究13-15
• 1.2.4 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述15
• 1.3 主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線15-18
• 第2章 灌縫膠低溫失效的原因及評(píng)價(jià)方法18-32
• 2.1 灌縫膠典型失效形式18-24
• 2.1.1 現(xiàn)場失效形式調(diào)查18-22
• 2.1.2 室內(nèi)試驗(yàn)失效形式22-24
• 2.2 灌縫膠/裂縫壁界面低溫粘附性能試驗(yàn)方法24-27
• 2.2.1 試驗(yàn)設(shè)備及夾具24-25
• 2.2.2 試驗(yàn)參數(shù)25-26
• 2.2.3 試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)26-27
• 2.3 失效原因的初步分析27-30
• 2.3.1 弱邊界層（WBL）理論簡介27-28
• 2.3.2 弱邊界層理論在灌縫膠失效中的應(yīng)用28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 第3章 裂縫壁特性及外界因素對灌縫膠失效的影響32-53
• 3.1 表面粗糙度的影響32-36
• 3.1.1 試驗(yàn)方法32-34
• 3.1.2 不同巖性裂縫壁粘結(jié)面的表面粗糙度34
• 3.1.3 粗糙度的影響34-36
• 3.2 級(jí)配的影響36-38
• 3.3 表面特性對灌縫膠失效的影響38-45
• 3.3.1 裂縫壁粘結(jié)面成分分布處理方法39-40
• 3.3.2 孔隙的影響40-42
• 3.3.3 瀝青膠漿的影響42-43
• 3.3.4 集料的影響43-45
• 3.4 外界因素對灌縫膠失效的影響45-51
• 3.4.1 溫度的影響45-47
• 3.4.2 水的影響47-50
• 3.4.3 外界雜質(zhì)的影響50-51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 第4章 灌縫膠自身性能對失效的影響53-74
• 4.1 灌縫膠的制備53-55
• 4.1.1 試驗(yàn)材料53-54
• 4.1.2 試驗(yàn)設(shè)備54
• 4.1.3 制備工藝54-55
• 4.1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)55
• 4.2 SBS改性劑對灌縫膠失效的影響55-64
• 4.2.1 不同SBS摻量灌縫膠的基本性能55-56
• 4.2.2 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分析56-58
• 4.2.3 組成成分分析58-60
• 4.2.4 微觀結(jié)構(gòu)分析60-62
• 4.2.5 表面粗糙度和粘附力分析62-64
• 4.3 橡膠粉對灌縫膠失效的影響64-73
• 4.3.1 橡膠粉摻量的影響64-68
• 4.3.2 橡膠粉尺寸的影響68-73
• 4.4 本章小結(jié)73-74
• 第5章 灌縫膠失效機(jī)理及改善措施74-81
• 5.1 基于弱邊界層（WBL）理論的失效機(jī)理74-76
• 5.2 灌縫膠/裂縫壁粘附性能的改善措施76-79
• 5.2.1 灌縫膠自身方面的改善措施76-77
• 5.2.2 裂縫壁方面的改善措施77-78
• 5.2.3 其他外界因素的改善措施78-79
• 5.3 本章小結(jié)79-81
• 結(jié)論81-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 致謝88-89

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本文編號(hào)：963980