纖維瀝青混凝土力學性能及計算方法.pdf

1、隨著公路運輸業(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。本文通過試驗和理論分析，深入研究纖維瀝青混凝土的路用和力學性能，主要內(nèi)容如下:
　　(1)通過12個級配纖維瀝青混凝土的馬歇爾試驗，研究了纖維類型、纖維摻量和長徑比對纖維瀝青混凝土級配的影響，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

2、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算方法。在最佳瀝青用量下進行纖維瀝青混凝土的馬歇爾試驗、高溫車轍試驗和浸水馬歇爾試驗，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個纖維瀝青混凝土小梁試件的彎曲試驗，研究了溫度、纖維類型、纖維體積率和長徑比對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的計算模型

3、。結(jié)果表明，在-30℃～15℃范圍內(nèi)，纖維瀝青混凝土彎拉強度隨溫度的升高先增大然后減小，0℃時取得最大值，此時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15℃條件下聚酯纖維瀝青混凝土小梁試件的彎曲蠕變試驗，研究了纖維體積率和長徑比對蠕變試驗參數(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

4、彈性力學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，并進行了粘彈性分析。結(jié)果表明，當纖維含量特征參數(shù)為1.13時，聚酯纖維瀝青混凝土具有較好的抵抗彈性變形、粘性流動變形、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，利用該模型對纖維瀝青混凝土進行了粘彈性分析。結(jié)果表明，該模型能體現(xiàn)纖維瀝青混凝土的流變時間特征，更好地表征纖

5、維瀝青混凝土的蠕變變形性能。
　　(4)通過240個纖維瀝青混凝土試件的劈裂試驗，研究了纖維類型、纖維體積率、纖維長徑比及溫度對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參數(shù)的計算模型。
　　(5)通過128個聚酯纖維瀝青混凝土試件的劈裂疲勞試驗，研究了疲勞加載應(yīng)力水平、纖維體積率和纖維長徑比對瀝青混凝土劈裂疲勞性能

6、的影響。結(jié)合損傷力學理論，分別建立了現(xiàn)象學法和損傷力學法相統(tǒng)一的纖維瀝青混凝土疲勞破壞準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算模型。
　　(6)通過24個聚酯纖維瀝青混凝土的約束試件溫度應(yīng)力試驗，研究了纖維體積率和長徑比對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試驗參數(shù)的計算模型和纖維瀝青混凝土路面溫度應(yīng)力計算模型。
　　本文纖維瀝青混凝