發(fā)布時(shí)間：2020-06-04 01:22

【摘要】：由于重載、超載、渠化交通以及夏季高溫影響,瀝青路面易產(chǎn)生高溫車轍病害,嚴(yán)重影響其平整度、行車安全與舒適度;隨著車轍的進(jìn)一步發(fā)展,還將引起網(wǎng)裂、坑槽等其他病害,嚴(yán)重降低瀝青路面的結(jié)構(gòu)性能和使用性能。因此,瀝青路面的車轍病害一直是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)科學(xué)問題。本文分別研究了瀝青膠結(jié)料(瀝青、膠漿和砂漿)和瀝青混合料的高溫永久變形特性,通過試驗(yàn)與有限元模擬(FEM)相結(jié)合的方法,對(duì)瀝青路面的車轍發(fā)展過程進(jìn)行了模擬分析。首先,采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀(DSR)對(duì)瀝青、膠漿和砂漿進(jìn)行了多應(yīng)力蠕變恢復(fù)試驗(yàn)(MSCR),研究三種膠結(jié)料的高溫永久變形特性,探究瀝青膠結(jié)料高溫性能與混合料車轍變形的聯(lián)系。結(jié)果表明:瀝青、膠漿和砂漿的不可恢復(fù)蠕變?nèi)崃?Jnr)均隨溫度的升高呈冪函數(shù)增大,而蠕變恢復(fù)率隨溫度升高而降低;同一條件下砂漿的抗永久變形能力大于膠漿大于瀝青,膠漿和砂漿相比瀝青高溫性能分別提高了5-10℃和20℃,膠漿相比瀝青其Jnr值降低了70%~85%,而砂漿相比瀝青降低超過了99%;瀝青膠結(jié)料Jnr值與對(duì)應(yīng)混合料車轍變形表現(xiàn)出冪函數(shù)增長(zhǎng)的關(guān)系,當(dāng)瀝青、膠漿和砂漿的Jnr值分別小于0.383 kPa~(-1)、0.082 kPa~(-1)和0.0031 kPa~(-1)時(shí),對(duì)應(yīng)瀝青混合料抗車轍性能較好,能夠應(yīng)用于特重交通量道路。其次,采用單軸重復(fù)永久變形試驗(yàn)和室內(nèi)車轍試驗(yàn)對(duì)瀝青混合料進(jìn)行永久變形試驗(yàn),研究溫度、荷載和水對(duì)瀝青混合料車轍發(fā)展的影響,分析瀝青混合料三個(gè)永久變形階段的特性,并探究多階段荷載對(duì)瀝青混合料車轍發(fā)展的影響。分析表明,溫度對(duì)瀝青混合料車轍發(fā)展的影響最大,水次之,荷載的影響最小;瀝青混合料三階段車轍變形中的第一、二階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)Fs與流動(dòng)數(shù)F_N之間存在很強(qiáng)的線性關(guān)系,Fs能夠作為評(píng)價(jià)瀝青混合料永久變形性能的指標(biāo);三個(gè)階段的變形速率之間也存在線性關(guān)系,隨著初始階段變形速率的增大,第二、第三階段的變形速率同樣增大;多階段荷載下荷載越大,變形率越大,且第一階段荷載下的車轍變形最大,其次是第二階段,最后是第三階段,均與荷載次序無關(guān);瀝青路面初期承受荷載大小對(duì)其車轍發(fā)展影響較大。最后,基于時(shí)間硬化蠕變模型利用有限元分析軟件對(duì)瀝青路面永久變形演變進(jìn)行了模擬分析。研究結(jié)果表明:瀝青混凝土的蠕變模型參數(shù)(A,n和m)可以通過擬合車轍試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到,其中參數(shù)A在1.4×10~(-3)至7.5×10~(-3)之間,n在0.5至1.3之間,m在-0.6至-0.8之間,通過對(duì)參數(shù)A進(jìn)行修正,可以提高模擬的準(zhǔn)確性,修正系數(shù)在1.2-1.5范圍內(nèi);多階段荷載的有限元模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相近,較好地描述了瀝青混合料在不同荷載下的車轍變形發(fā)展;同時(shí)應(yīng)用于路面結(jié)構(gòu)的車轍模擬中不同溫度、荷載下均是中面層的車轍變形最大,與規(guī)范中瀝青路面永久變形驗(yàn)算模型計(jì)算結(jié)果一致,符合實(shí)際路面觀測(cè)的車轍變形情況,該模擬方法能夠用于模擬復(fù)雜交通條件下瀝青路面的車轍變形發(fā)展。
【圖文】：

瀝青混合料高溫車轍性能的聯(lián)系，最后基于時(shí)間硬化蠕變模型采用有限元模軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試瀝青混合料的永久變形發(fā)展進(jìn)行了模擬與驗(yàn)證，并通過建路面結(jié)構(gòu)的幾何模型，對(duì)路面車轍發(fā)展進(jìn)行了模擬分析。具體的思路和技術(shù)線如圖 1-1 所示。

實(shí)驗(yàn)方法 多應(yīng)力重復(fù)蠕變恢復(fù)試驗(yàn)文采用 Anton Paar 公司生產(chǎn)的 MCR-101 型動(dòng)態(tài)剪切流變儀（DSR漿和砂漿試樣進(jìn)行了多應(yīng)力重復(fù)蠕變恢復(fù)(MultipleStressCreepRec)試驗(yàn)來研究三者的永久變形特性。DSR 是一種平板式流變儀，通來回振蕩的轉(zhuǎn)子與固定平板之間，，然后利用轉(zhuǎn)子對(duì)試樣施加一個(gè)變，可以得到試樣相對(duì)應(yīng)的應(yīng)變或應(yīng)力變化，由此獲取材料的各種SR 的原理示意圖如圖 2-1 所示。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE626.86

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李世杰;王玢;孫延忠;牟云勝;;“瑪?shù)僦睘r青混合料——筑路技術(shù)中又一新秀[J];吉林交通科技;1994年04期

2 徐廣莉;白剛;;節(jié)能低排放型溫拌瀝青混合料在寒冷地區(qū)的應(yīng)用前景[J];吉林交通科技;2012年04期

3 于曉東;;橡膠瀝青混合料的配制與應(yīng)用[J];科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新;2019年07期

4 張東;何亮;侯曙光;邊疆;;瀝青混合料斷裂數(shù)值模擬進(jìn)展[J];公路交通科技;2017年12期

5 肖潼;;溫拌阻燃SMA瀝青混合料應(yīng)用研究[J];公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版);2017年12期

6 肖玉榮;;溫拌瀝青混合料技術(shù)在高速公路中的應(yīng)用研究[J];低碳世界;2017年36期

7 馮麗霞;;溫拌瀝青混合料施工技術(shù)分析[J];中國(guó)公路;2018年01期

8 王濤;肖飛鵬;侯向?qū)?;溫拌瀝青混合料技術(shù)簡(jiǎn)述[J];交通科技;2018年02期

9 郭小麗;;溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料的性能對(duì)比分析[J];山西建筑;2018年14期

10 張軍艷;;環(huán)保型瀝青混合料在道路建設(shè)中的應(yīng)用及性能分析研究[J];環(huán)境科學(xué)與管理;2018年08期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 布海玲;柳浩;李根;楊麗英;;防冰瀝青混合料疲勞性能分析[A];公路科學(xué)養(yǎng)護(hù)及裝備技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2017年

2 李昌;;淺析公路瀝青面層的施工技術(shù)[A];2017年3月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2017年

3 左希賓;翟兆娜;;瀝青混合料設(shè)計(jì)配合比調(diào)整淺析[A];2017年3月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2017年

4 匡國(guó);;銑刨回收瀝青混合料再生做MS-3型微表處的方法[A];2017年3月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2017年

5 陳湛榮;陳冰;;富瀝青混凝土FAC-13配合比設(shè)計(jì)與路用性能試驗(yàn)研究[A];2017年3月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2017年

6 徐芳媛;;瀝青混合料結(jié)構(gòu)特征影像技術(shù)析述[A];2016年4月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2016年

7 裴強(qiáng);杜素軍;龐瑾瑜;暢潤(rùn)田;郭贏贏;;多功能溫拌瀝青混合料性能研究[A];2014全國(guó)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集路面卷[C];2015年

8 張成功;任立忠;;溫拌瀝青混合料應(yīng)用技術(shù)探討[A];全國(guó)城市公路學(xué)會(huì)第十八屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

9 蔡緒梅;王芳;;利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效指導(dǎo)瀝青混合料生產(chǎn)[A];公路交通與建設(shè)論壇（2009）[C];2010年

10 張成功;;溫拌瀝青混合料施工應(yīng)用[A];全國(guó)城市公路學(xué)會(huì)第二十次學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 ;無痕施工 綠色低碳[N];中國(guó)交通報(bào);2017年

2 首席記者 齊澤萍;我省溫拌瀝青混合料技術(shù)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平[N];山西經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2011年

3 李錚;環(huán)保瀝青混合料扮靚長(zhǎng)安街[N];科技日?qǐng)?bào);2009年

4 本報(bào)記者 袁嵐;長(zhǎng)安街大修工程采用溫拌瀝青混合料[N];中國(guó)建材報(bào);2009年

5 柳絮恒 王輝;為祖國(guó)鋪發(fā)展大道為人民筑致富之路[N];科技日?qǐng)?bào);2005年

6 本報(bào)記者 韓慶s

本文編號(hào)：2695672