本文選題：纖維瀝青混凝土　切入點(diǎn)：試驗(yàn)研究　出處：《鄭州大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：隨著公路運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)路面材料和結(jié)構(gòu)普遍存在車轍、坑槽、松散等早期損壞現(xiàn)象,難以滿足現(xiàn)代交通的需求。纖維瀝青混凝土以其優(yōu)良的路用性能得到越來越多的重視。本文通過試驗(yàn)和理論分析,深入研究纖維瀝青混凝土的路用和力學(xué)性能,主要內(nèi)容如下：(1)通過12個(gè)級(jí)配纖維瀝青混凝土的馬歇爾試驗(yàn),研究了纖維類型、纖維摻量和長徑比對(duì)纖維瀝青混凝土級(jí)配的影響,得到了纖維瀝青混凝土的最佳瀝青用量；用纖維含量特征參數(shù)綜合反映纖維體積率和長徑比對(duì)瀝青混凝土最佳瀝青用量的影響,提出了在基體瀝青混凝土最佳瀝青用量基礎(chǔ)上確定纖維瀝青混凝土最佳瀝青用量的計(jì)算方法。在最佳瀝青用量下進(jìn)行纖維瀝青混凝土的馬歇爾試驗(yàn)、高溫車轍試驗(yàn)和浸水馬歇爾試驗(yàn),分析了纖維瀝青混凝土組成與路用性能之間的關(guān)系。(2)通過240個(gè)纖維瀝青混凝土小梁試件的彎曲試驗(yàn),研究了溫度、纖維類型、纖維體積率和長徑比對(duì)纖維瀝青混凝土彎曲性能的影響,建立了考慮纖維含量特征參數(shù)影響的纖維瀝青混凝土彎曲性能指標(biāo)的計(jì)算模型。結(jié)果表明,在-30℃～15℃范圍內(nèi),纖維瀝青混凝土彎拉強(qiáng)度隨溫度的升高先增大然后減小,O℃時(shí)取得最大值,此時(shí)纖維瀝青混凝土表現(xiàn)出明顯的應(yīng)力軟化特征；在合適的纖維體積率和長徑比條件下,纖維能提高瀝青混凝土的低溫抗裂性能和高溫抗變形能力。(3)通過24個(gè)15℃條件下聚酯纖維瀝青混凝土小梁試件的彎曲蠕變?cè)囼?yàn),研究了纖維體積率和長徑比對(duì)蠕變?cè)囼?yàn)參數(shù)的影響；以Burgers模型和修正的Burgers模型為基礎(chǔ),建立了纖維瀝青混凝土粘彈性力學(xué)模型和考慮纖維體積率和長徑比綜合影響的纖維瀝青混凝土蠕變本構(gòu)方程,并進(jìn)行了粘彈性分析。結(jié)果表明,當(dāng)纖維含量特征參數(shù)為1.13時(shí),聚酯纖維瀝青混凝土具有較好的抵抗彈性變形、粘性流動(dòng)變形、車轍變形能力和卸載后粘彈性變形自愈能力；在分析纖維瀝青混凝土蠕變變形特征的基礎(chǔ)上,提出了表征纖維瀝青混凝土粘彈性能的“五單元八參數(shù)”新模型,利用該模型對(duì)纖維瀝青混凝土進(jìn)行了粘彈性分析。結(jié)果表明,該模型能體現(xiàn)纖維瀝青混凝土的流變時(shí)間特征,更好地表征纖維瀝青混凝土的蠕變變形性能。(4)通過240個(gè)纖維瀝青混凝土試件的劈裂試驗(yàn),研究了纖維類型、纖維體積率、纖維長徑比及溫度對(duì)纖維瀝青混凝土劈裂性能的影響,建立了溫度與聚酯纖維和玄武巖礦物纖維瀝青混凝土劈裂試驗(yàn)參數(shù)的關(guān)系式以及考慮纖維含量特征參數(shù)影響的聚酯纖維瀝青混凝土劈裂試驗(yàn)參數(shù)的計(jì)算模型。(5)通過128個(gè)聚酯纖維瀝青混凝土試件的劈裂疲勞試驗(yàn),研究了疲勞加載應(yīng)力水平、纖維體積率和纖維長徑比對(duì)瀝青混凝土劈裂疲勞性能的影響。結(jié)合損傷力學(xué)理論,分別建立了現(xiàn)象學(xué)法和損傷力學(xué)法相統(tǒng)一的纖維瀝青混凝土疲勞破壞準(zhǔn)則以及考慮加載頻率、纖維體積率和長徑比綜合影響的纖維瀝青混凝土疲勞壽命計(jì)算模型。(6)通過24個(gè)聚酯纖維瀝青混凝土的約束試件溫度應(yīng)力試驗(yàn),研究了纖維體積率和長徑比對(duì)瀝青混凝土低溫抗裂性能的影響,建立了考慮纖維體積率和長徑比綜合影響的纖維瀝青混凝土TSRST試驗(yàn)參數(shù)的計(jì)算模型和纖維瀝青混凝土路面溫度應(yīng)力計(jì)算模型。本文纖維瀝青混凝土路用和力學(xué)性能的研究表明,當(dāng)聚酯纖維體積率為0.35%、長徑比為324時(shí),聚酯纖維瀝青混凝土具有較好的路用性能、彎曲性能、劈裂性能、疲勞耐久性能以及低溫抗裂性能；當(dāng)玄武礦物纖維體積率為0.52%時(shí),玄武礦物纖維瀝青混凝土也具有類似性能。
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【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U414
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本文編號(hào)：1702035