應(yīng)力吸收層瀝青混合料組成設(shè)計及抗裂性能研究.pdf

1、在瀝青面層與舊路面或基層之間設(shè)置應(yīng)力吸收層,能大幅度地降低瀝青面層層底荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力,減少接縫或裂縫處應(yīng)力集中現(xiàn)象和裂尖應(yīng)力強度因子的幅值,有效地消散及吸收由交通荷載及環(huán)境溫度變化所產(chǎn)生的應(yīng)力及變形,延緩反射裂縫在瀝青面層中形成及擴展,提高了瀝青面層的使用壽命。目前,國內(nèi)對于應(yīng)力吸收層材料組成研究還是一個空白,開發(fā)應(yīng)用于應(yīng)力吸收層的瀝青結(jié)合料,進(jìn)行應(yīng)力吸收層瀝青混合料配合比設(shè)計及其抗裂性能研究,推薦應(yīng)力吸收層的合理厚度,對于推廣應(yīng)力

2、吸收層技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 采用三維有限元法對基于應(yīng)力吸收層的瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬計算,分析了軸載變化對應(yīng)力吸收層荷載應(yīng)力的影響,表明應(yīng)力吸收層處于復(fù)雜的受剪、抗拉受力狀況,抗拉伸與剪切可作為評價該混合料技術(shù)性能；分析了應(yīng)力吸收層模量變化對瀝青面層層底接縫處荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的影響,低模量的應(yīng)力吸收層能顯著降低加鋪層層底的荷載應(yīng)力與溫度應(yīng)力,結(jié)合應(yīng)力吸收層結(jié)構(gòu)要求及材料組成特性,常溫下,應(yīng)力吸收層回彈模量約在400

3、～600MPa較為合適,為混合料配合比設(shè)計提供了重要參考。隨后,根據(jù)應(yīng)力吸收層的功能特點,提出應(yīng)力吸收層混合料設(shè)計空隙率應(yīng)在1.0～2.0％之間較為合理。
　　 通過大量的室內(nèi)試驗,研發(fā)了Sampave特種改性瀝青結(jié)合料,并研究其粘溫特性,確定合理的拌和與壓實溫度,為施工工藝中溫度控制提供了重要依據(jù)。對基于Sampave特種改性瀝青結(jié)合料的膠漿進(jìn)行了較深入的研究,分析粉膠比對膠漿高、低溫性能及粘溫特性的影響,提出了合理的粉膠比范

4、圍。
　　 采用貫入與直接拉伸試驗,發(fā)現(xiàn)礦料的貫入耗散形變能和混合料的貫入剪切形變能、拉伸形變能是衡量礦料及混合料變形特性的重要指標(biāo),權(quán)衡混合料的抗剪和抗拉性能,推薦出應(yīng)力吸收層礦料級配走向,為配合比設(shè)計中的級配選取提供了方向。
　　 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實試驗,分析旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)與油石比對混合料壓實度的影響,確定合理的設(shè)計旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)。分析了礦料級配、油石比對回彈模量的影響,完善應(yīng)力吸收層混合料配合比設(shè)計指標(biāo)體系,以貫入和拉伸試驗

5、優(yōu)選級配,確定最佳油石比,提出了基于抗剪和抗拉性能的配合比設(shè)計方法。
　　 自行設(shè)計試驗夾具,進(jìn)行DTT拉伸破壞、蠕變及損傷與愈合試驗,建立了各試驗指標(biāo)及試驗參數(shù),驗證了Sampave特種改性方案的可行性；檢驗了配合比設(shè)計中的優(yōu)選級配和最佳油石比確定的可靠性,有力地支持了混合料配合比設(shè)計成果。
　　 研制出瀝青路面反射裂縫擴展模擬試驗裝置,驗證了基于Sampave特種改性瀝青路面結(jié)構(gòu)的抗反射裂縫效果,推薦應(yīng)力吸收層的合理