橡膠顆粒彈性除冰路面關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、冬季路面積雪冰凍經(jīng)常會引發(fā)交通事故，造成重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，各國交通部門為解決這一難題，提出了多種路面除冰雪的方法。橡膠顆粒瀝青路面除冰技術(shù)是一種綠色環(huán)保型的新型除冰技術(shù)，該技術(shù)的除冰原理是用廢舊橡膠顆粒代替瀝青混合料中的一部分石料，使路面具有高彈特性，在荷載作用下路面會產(chǎn)生更大變形，使路面冰層發(fā)生破壞，從而達(dá)到除冰的目的。目前對于橡膠顆粒瀝青混合料的研究還處于室內(nèi)試驗和試驗路鋪筑階段，還存在很多問題需要解決，如路面的耐久性、混合

2、料的彈性模量和冰層的破壞機理等方面都需要做更深層次的研究，本研究即針對這些關(guān)鍵技術(shù)對橡膠顆粒瀝青混合料展開全面的分析。
　?。?）基于離散元法的橡膠顆粒瀝青路面細(xì)觀分析。本研究從細(xì)觀角度出發(fā)，針對連續(xù)級配和間斷級配兩種橡膠顆粒瀝青混合料，分別建立了離散元模型，分析在荷載作用下橡膠顆粒瀝青混合料和普通瀝青混合料內(nèi)部的受力和變形特點。通過對行車荷載作用下橡膠顆粒分布區(qū)域的受力和變形分析，得出了路面承載能力和變形能力之間的關(guān)系，以及橡膠

3、顆粒瀝青路面容易松散破壞的原因；根據(jù)其破壞原因，提出了改善路面耐久性的相應(yīng)措施。
　?。?）橡膠顆粒瀝青混合料配合比設(shè)計及性能研究。因為橡膠顆粒和石料的各項技術(shù)指標(biāo)相差甚遠(yuǎn)，在橡膠顆粒瀝青混合料的配合比設(shè)計中，不宜沿用傳統(tǒng)的設(shè)計方法。本研究提出了針對橡膠顆粒瀝青混合料的配合比設(shè)計方法，并結(jié)合本研究提出的改善耐久性的措施，進(jìn)行了混合料設(shè)計，并對連續(xù)級配和間斷級配兩種不同類型的橡膠顆粒瀝青混合料的路用性能進(jìn)行了分析。
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4、耐久性評價及關(guān)鍵指標(biāo)研究。根據(jù)細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析得出的橡膠顆粒瀝青路面松散破壞的原因，對現(xiàn)行規(guī)范中與瀝青混合料的抗飛散性能和水穩(wěn)定性能相關(guān)的試驗方法進(jìn)行了分析，提出了針對本研究所采用的橡膠顆粒瀝青混合料耐久性評價的試驗方法，并將其與普通瀝青混合料進(jìn)行對比分析，得出了針對本研究所采用的橡膠顆粒瀝青混合料耐久性的評價指標(biāo)。
　?。?）基于細(xì)觀力學(xué)模型的橡膠顆粒瀝青混合料彈性模量預(yù)測研究。從細(xì)觀力學(xué)角度出發(fā)，基于多步驟均勻化方法，針對橡膠顆粒

5、瀝青混合料提出了一種能夠預(yù)測具有多種夾雜的復(fù)合材料彈性模量的細(xì)觀力學(xué)模型，可用來預(yù)測橡膠顆粒瀝青混合料的彈性模量；并進(jìn)行了相關(guān)室內(nèi)試驗，將理論值與實測值進(jìn)行了對比，結(jié)果吻合較好；利用該模型還分析了橡膠顆粒瀝青混合料各個組成材料的性質(zhì)對混合料整體彈性模量的影響。
　?。?）橡膠顆粒彈性除冰路面除冰能力和效果研究。建立路面結(jié)構(gòu)和冰層受力的有限元模型，計算結(jié)果顯示不能采用強度理論判斷冰層的破壞，所以采用斷裂力學(xué)分析冰層的破壞，并引入應(yīng)變