【摘要】：針對(duì)反射裂縫在半剛性基層瀝青路面中普遍存在問(wèn)題,為延緩半剛性基層瀝青路面反射裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展,本文開(kāi)展了HDPE-橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料疲勞性能的研究.在分析了HDPE-橡膠粉復(fù)合改性瀝青性能對(duì)應(yīng)力吸收層疲勞壽命的影響規(guī)律的基礎(chǔ)上,通過(guò)實(shí)體工程的監(jiān)測(cè)開(kāi)展了HDPE-橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料路用性能的研究.結(jié)果表明:HDPE-橡膠粉復(fù)合改性瀝青的性質(zhì)對(duì)瀝青混合料疲勞特性具有顯著的影響,性能良好的瀝青使得混合料具有良好的抗疲勞能力,能有效延緩瀝青路面反射裂縫的發(fā)生.經(jīng)過(guò)試驗(yàn)路的應(yīng)用,也證明了HDPE-橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料作為應(yīng)力吸收層是瀝青路面防止反射裂縫的有效途徑之一.
【圖文】：

路面的受力狀態(tài)進(jìn)行疲勞試驗(yàn)．此試驗(yàn)方法的特點(diǎn)在于瀝青混合料制備比較方便，試件尺寸小，試驗(yàn)周期短，溫度、荷載等因素易于控制，便于進(jìn)行大量試驗(yàn)，可排除其他影響因素得出瀝青混合料的疲勞規(guī)律［3］．本次試驗(yàn)考慮到我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)車(chē)轍板為300mm×300mm，高50mm，同時(shí)缺少大型車(chē)轍板碾壓成型裝置，所以采用三分點(diǎn)加載彎曲試驗(yàn)試件和成型方法．小梁尺寸為50mm×50mm×240mm，根據(jù)小梁尺寸設(shè)計(jì)工具尺寸，兩端支點(diǎn)中心間距(小梁的跨徑)為210mm分點(diǎn)處加載，中間純彎段長(zhǎng)70mm，具體尺寸見(jiàn)圖1所示．!"!!"!"!"#$"圖1試件尺寸(mm)試驗(yàn)在MTS(materialtestsystem)－810試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行．試驗(yàn)采用MTS材料試驗(yàn)機(jī)控制加載，力傳感器精確到1N，位移控制精確到0．001mm，溫度采用環(huán)境箱進(jìn)行控制，精確到0．1℃，夾具的2個(gè)加載點(diǎn)和反力點(diǎn)都可以?shī)A緊小梁，并且可以自由平移和旋轉(zhuǎn)．在每個(gè)荷載作用周期結(jié)束時(shí)，夾具將試件拉回初始位置，滿(mǎn)足小梁試驗(yàn)的基本精度要求．夾具主要分為底座、外框、側(cè)板3個(gè)部分，由特制螺栓連接，接頭處設(shè)計(jì)成球座，，能夠保證外框自由轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在外框與底座之間能夠很好的傳遞荷載．應(yīng)變控制荷載模式能夠更好的反映瀝青混合料在路面中受行車(chē)荷載作用的疲勞特性［4］，更接近于路面結(jié)構(gòu)中瀝青混合料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，疲勞試驗(yàn)結(jié)果更便于應(yīng)用．因此，本次試驗(yàn)使用應(yīng)變控制荷載模式進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)，選擇小梁加載100次時(shí)的勁度模量作為初始勁度，以混合料的勁度下降到初始勁度的一半時(shí)作為破壞標(biāo)準(zhǔn)．瀝青混合料是一種粘彈性材料，疲勞性能隨溫度變化，在夏季高溫時(shí)，疲勞損耗會(huì)有很大的恢復(fù)．所以不考慮20℃以上的疲勞破壞．根據(jù)哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究成果［5］，認(rèn)為全國(guó)各地氣溫變化較大，對(duì)于瀝青混合?

?13～15℃，恰好是北方春融期溫度，在此季節(jié)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有較明顯削弱，是路面結(jié)構(gòu)抗疲勞性能的最不利時(shí)期．我國(guó)“公路瀝青路面的設(shè)計(jì)規(guī)范”中容許拉應(yīng)力指標(biāo)采用的是15℃的參考值，本次小梁彎曲疲勞試驗(yàn)采用15℃作為試驗(yàn)溫度．我國(guó)現(xiàn)行的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定高等級(jí)公路計(jì)算行車(chē)速度范圍為60～120km/h，可見(jiàn)選擇10Hz作為荷載頻率較為合理，本次試驗(yàn)選用10Hz的加載頻率．在進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)采用較多的應(yīng)力或應(yīng)變波譜是單向作用的矩形波、三角形波和交變的正弦形波，材料疲勞壽命與加載波形之間有一定的關(guān)系見(jiàn)圖2．本次試驗(yàn)選用的波形為偏正弦波，不設(shè)間歇時(shí)間．!"#$圖2疲勞壽命與加載波形關(guān)系2混合料和實(shí)驗(yàn)方案的選擇為選出最佳HDPE－橡膠粉改性瀝青應(yīng)力吸收層混合料，在4%、5%和6%的HDPE改性瀝青中分別摻入5%、10%和15%的40目橡膠粉進(jìn)行復(fù)合摻配［6］，采用濕法進(jìn)行制備，制成HDPE－橡膠粉復(fù)合改性瀝青．用于應(yīng)力吸收層的改性瀝青材料一般要求軟化點(diǎn)指標(biāo)≥75℃，5℃延度≥·126·哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)第46卷
【作者單位】： 東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院;
【基金】：黑龍江省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目(HJK2012—041)
【分類(lèi)號(hào)】：U414

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

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9 王彥U

本文編號(hào)：2526870