纤维沥青混凝土耐久性能试验研究

论文摘要

伴随着我国经济的不断发展,道路建设事业获得了前所未有的发展空间。截至2007年底我国高速公路里程约有五万多公里,在短时间内取得了丰硕的成果。这种急速的发展在为广大群众带来福利、方便的同时,也造成了路面质量的参差不齐。我国现在所修建的道路有很多未到设计年限就已经发生破坏。针对这种情况,路用纤维所具有的良好路用性能吸引了研究者的目光。本文研究纤维的加入对于沥青混合料疲劳性能的影响,采用密级配沥青混合料和SMA沥青玛蹄脂碎石两种材料,分别采用加入聚酯纤维以及使用聚酯纤维替代原有木质素纤维的方式进行研究。进行重复弯拉试验,比较所选用试验材料的疲劳性能。通过回归得到了各试验材料的疲劳方程,分析纤维的加入对于疲劳方程参数的影响。进行弯曲蠕变试验,分析加入纤维及采用纤维替代沥青混合料在蠕变速率、蠕变变形方面的性质,分析蠕变劲度模量随时间变化的情况。采用Burgers模型和改进的Burgers模型拟合蠕变试验获得的数据。疲劳试验结果表明,加入纤维的混合料具有更好的疲劳性能。对于中面层密级配沥青混合料,加入纤维降低了混合料疲劳性能对于应力水平的依赖。对于上面层SMA沥青玛蹄脂碎石,采用纤维替代后混合料疲劳寿命对于应力水平的依赖程度增大。在疲劳试验过程中两种混合料在疲劳变形和疲劳寿命方面表现出不同的性质。在蠕变性质方面,加入纤维的密级配沥青混合料和采用纤维替代的SMA型沥青混合料抵抗变形的能力都有所增强。在蠕变劲度模量方面,加入纤维和采用纤维替代的方式可以降低劲度模量的衰减程度。使用相关软件的非线性拟合功能,得到原混合料与纤维加强沥青混合料的粘弹性参数,证明Burgers模型和改进的Burgers模型可以较好的表征纤维沥青混凝土粘弹性方面的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 沥青混凝土耐久性能的研究现状
• 1.2.2 纤维沥青混凝土路用性能的研究现状
• 1.2.3 沥青混凝土粘弹性理论的研究现状
• 1.3 本文研究思路和内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 试验材料的选用及其基本性能
• 2.1 试验原材料
• 2.1.1 沥青的性质
• 2.1.2 级配类型
• 2.1.3 粗集料的性质
• 2.1.4 细集料的性质
• 2.1.5 矿粉的性质
• 2.1.6 纤维的类型及性质
• 2.2 纤维沥青混凝土的基本性质
• 2.2.1 最佳沥青用量的确定
• 2.2.2 马歇尔试验性能
• 2.3 本章小结
• 第3章 纤维沥青混凝土疲劳试验
• 3.1 纤维沥青混凝土疲劳试验方法
• 3.1.1 试验室小型试件疲劳试验方法介绍
• 3.1.2 疲劳试验方法的比较与选择
• 3.1.3 荷载控制方法的选择
• 3.1.4 加载频率及波形的选择
• 3.1.5 应力比与试验温度的选择
• 3.2 纤维沥青混凝土疲劳试验
• 3.2.1 疲劳试验试件的制作
• 3.2.2 采用的试验加载装置与数据采集
• 3.2.3 疲劳试验步骤
• 3.2.4 疲劳试验相关参数计算方法
• 3.3 本章小结
• 第4章 中面层纤维沥青混凝土疲劳性能研究
• 4.1 试验结果
• 4.1.1 小梁弯曲试验结果
• 4.1.2 弯拉疲劳试验结果
• 4.2 疲劳试验结果的拟合与分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 上面层纤维沥青混凝土疲劳性能研究
• 5.1 试验结果
• 5.1.1 小梁弯曲试验结果
• 5.1.2 弯拉疲劳试验结果
• 5.2 疲劳试验结果的拟合与分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 纤维沥青混凝土粘弹性能研究
• 6.1 弯曲蠕变试验
• 6.1.1 弯曲蠕变试验方法
• 6.1.2 弯曲蠕变试验参数计算
• 6.1.3 弯曲蠕变试验结果
• 6.2 纤维沥青混凝土粘弹性参数
• 6.2.1 沥青混凝土粘弹性模型介绍与选用
• 6.2.2 沥青混凝土粘弹性参数的确定
• 6.3 本章小结
• 第7章 结论
• 7.1 结论
• 7.2 今后需要完善的问题
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历