聚酯纤维沥青混凝土动态模量与疲劳性能研究

采用动态模量试验和间接拉伸疲劳试验研究了聚酯纤维沥青混凝土(纤维掺量为0.25%)的动态模量特性和疲劳性能,分析了聚酯纤维对沥青混凝土粘弹特性和疲劳性能的影响。结果表明,聚酯纤维掺入后能降低沥青混凝土低温时的脆性,提高其高温时的劲度。同时,聚酯纤维沥青混凝土的损耗模量降低,其抵抗疲劳开裂的能力增强。间接拉伸疲劳试验也表明,聚酯纤维能提高沥青混凝土的疲劳寿命,且在低应力的情况下改善效果更加明显。     

沥青路面损伤分析及实验开发

利用粘弹性与损伤的分析理论,对含表面裂缝沥青路面进行了有限元分析,计算了损伤区半径和裂缝长度的改变量随温度和加载时间的变化,得到不同加载时间和不同变温的损伤区和断裂区的分布情况,模拟了损伤区的演化和裂缝的扩展过程;通过复合材料理论和劈裂实验的比较,确定了含纤维沥青混凝土的劲度模量,同时对含纤维和不含纤维沥青混凝土路面的疲劳寿命进行了计算、分析和比较,提出了新型抗损伤沥青路面.     

沥青混合料疲劳耐久极限研究

为了评价沥青混合料是否存在疲劳耐久极限,通过控制应变的小梁疲劳试验,研究了沥青混合料疲劳性能随应变水平的变化情况。结果表明:当应变水平较高时,沥青混合料劲度模量随荷载作用次数的增大而急剧减小;随着应变水平的减小,劲度模量的减小趋势逐渐变缓;当应变水平低于200με时,疲劳寿命以非线性增加;当应变水平进一步降为100με和70με时,疲劳寿命曲线呈典型的渐近线特征,这表明沥青混合料确实存在某一疲劳耐久极限,当作用的应变水平低于该极限应变时,沥青混合料倾向具有无穷的寿命。     

贫混凝土疲劳方程的建立及其应用研究

贫混凝土用于水泥混凝土路面或沥青混凝土路面基层时,和面层一起受到荷载应力和温度应力的反复作用,路面应力分析和结构设计时应考虑其疲劳性能.在室内贫混凝土小梁弯拉疲劳试验的基础上,分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出其疲劳寿命服从双参数威布尔分布,据此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程.根据此疲劳方程,得出贫混凝土的疲劳性能优于其他常用半刚性基层材料,并建立了贫混凝土作为水泥混凝土路面下面层荷载应力计算的疲劳应力系数,以及作为沥青路面基层层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数.     

基于应力吸收层的水泥混凝土沥青加铺路面力学特性分析

为了研究设置应力吸收层后旧水泥混凝土沥青加铺路面结构的力学响应,采用有限元分析方法,建立水泥混凝土加铺路面接缝在最不利温度时的温度-荷载耦合模型,对不同沥青加铺层厚度、模量和不同应力吸收层厚度、模量工况下的温度应力与温度-荷载耦合应力进行研究.根据计算结果,提出了沥青加铺层、应力吸收层的合理厚度范围,并对加铺层与吸收层的模量加以控制.     

胶粉复合改性沥青混合料疲劳性能试验研究(“研究生论坛”稿件)

摘 要：为了提高橡胶沥青混合料的抗疲劳开裂性能,将SBS与胶粉复合进行沥青改性,制备不同配比的胶粉-SBS改性沥青,然后以“干拌”方式掺入玄武岩纤维制备胶粉复合改性沥青混合料,通过四点弯曲疲劳寿命试验全面分析了14种沥青混合料的疲劳寿命与劲度模量,对其抗疲劳开裂性能与自愈合能力进行综合评价。结果表明：2%SBS+14%CR沥青胶结料疲劳因子在不同温度下普遍较小,其疲劳性能明显优于其他配比的沥青胶结料;混合料Ⅱ的疲劳寿命最大、Ⅶ其次,且均远大于其他混合料;混合料Ⅶ的疲劳寿命恢复率最大、AR与Ⅱ其次;混合料Ⅶ的劲度模量恢复率最大,Ⅱ其次。因此,在橡胶沥青混合料中掺入适量的SBS改性剂与玄武岩纤维,可以获得较强的疲劳寿命与最强的自愈合补偿能力,其最佳质量配比为m基质沥青：m胶粉：mSBS=100：14：2与m矿料：mBF=1000：3。     

断裂力学理论在道路疲劳寿命预测中的应用

介绍了疲劳断裂力学中的Paris公式，并将其运用于含反射裂缝的沥青混凝土路面的疲劳寿命预测．对Paris公式中的参数A，n选取方法进行了阐述，通过数据拟舍建立了缝端强度因子与裂缝长度的函数关系，利用数值积分求得了面层疲劳寿命．文中还对疲劳寿命的影响因素：面层模量，面层厚度，基层模量进行了分析。     

胶粉复合改性沥青混合料疲劳性能试验研究

为提高橡胶沥青混合料的抗疲劳开裂性能,将SBS与胶粉复合进行沥青改性,制备不同配比的胶粉-SBS改性沥青,然后以"干拌"方式掺入玄武岩纤维制备胶粉复合改性沥青混合料,通过四点弯曲疲劳寿命试验全面分析14种沥青混合料的疲劳寿命与劲度模量,对其抗疲劳开裂性能与自愈合能力进行综合评价。结果表明:2%SBS+14%CR沥青胶结料疲劳因子在不同温度下普遍较小,其疲劳性能明显优于其他配比的沥青胶结料;混合料Ⅱ的疲劳寿命最大、Ⅶ其次,且均远大于其他混合料;混合料Ⅶ的疲劳寿命恢复率最大、AR与Ⅱ其次;混合料Ⅶ的劲度模量恢复率最大,Ⅱ其次。因此,在橡胶沥青混合料中掺入适量的SBS改性剂与玄武岩纤维,可以获得较强的疲劳寿命与最强的自愈合补偿能力,其最佳质量配比为m(基质沥青)∶m(胶粉)∶m(SBS)=100∶14∶2与m(矿料)∶m(BF)=1 000∶3。     

纤维沥青混凝土等效模量的探讨

目的根据复合材料细观力学理论探讨了低温条件下纤维沥青混凝土等效劲度模量的分析方法.方法采用Zho Y.H和Weng G.J.在Eshelby-Mori-Tahaka理论基础上提出的纤维增强复合材料的等效模量公式,计算了具有不同纤维质量分数的纤维沥青混凝土在不同温度状态下的等效劲度模量,对计算结果与劈裂试验结果进行了比较和误差分析.从温度、纤维掺量和纤维性状三个方面分析误差产生的原因.结果温度为主要影响因素,同时随着纤维质量分数的增大误差也逐渐增大,而纤维本身的性能对结果误差基本没有影响.结论在一定条件下,理论计算结果与试验结果相对误差较小,由于温度的影响需要对等效模量公式进行温度修正.     

贫混凝土基层沥青路面温度-荷载耦合应力分析

为了分析贫混凝土基层沥青路面在不同路面结构和材料参数下的温度-荷载耦合应力状况,通过三维有限元数值方法,分析了沥青面层厚度和模量、贫混凝土基层厚度和模量及基层缩缝宽度对沥青路面温度-荷载耦合应力的影响.研究表明:沥青面层厚度和基层缩缝宽度对路面温度-荷载耦合应力有显著影响;基层厚度和模量时耦舍应力的影响不显著.适当增加沥青面层厚度对预防反射裂缝十分有效;改变贫混凝土基层的厚度和模量对预防反射裂缝作用不大;适当宽度的基层缩缝对延缓反射裂缝效果显著.     

玻纤格栅加强沥青路面抗疲劳性能试验研究

通过重复荷载作用下玻纤格栅加强沥青路面的抗弯疲劳性能研究试验,对相同级配沥青混合料下采用不同格栅种类和不同施加工艺的格栅加强沥青路面的抗疲劳性能进行了对比分析。揭示了玻纤格栅加强沥青路面提高抗疲劳性能以及延缓或抑制裂缝发展的机理．     

加载频率对纤维沥青混凝土疲劳性能的影响

以现象学法为基础,结合损伤力学原理,提出了纤维沥青混凝土疲劳破坏准则.通过不同频率、应力水平纤维沥青混凝土劈裂疲劳试验,研究了加载频率对沥青混凝土疲劳性能的影响,建立了不同频率下沥青混凝土疲劳寿命计算模型.试验研究和理论分析表明:疲劳加载频率越低,沥青混凝土疲劳寿命对应力水平的变化就越敏感,低速、重载交通是造成沥青混凝土疲劳破坏的重要原因.     

钢纤维沥青混合料路面性能及应用研究

为防止低温地区沥青路面的开裂和提高沥青路面疲劳寿命,通过室内试验研究了钢纤维沥青混合料的物理力学性能,包括钢纤维沥青混合料的马歇尔稳定度、动稳定度、常温、低温劈裂强度、纤维防腐方法等,分析了钢纤维对沥青混合料性能影响的机理。通过试验路研究了钢纤维沥青路面的现场拌和施工工艺和使用效果,研究结果表明:沥青混合料中加入钢纤维可使低温劈裂强度明显提高,开裂时的变形显著增大,从而改善沥青路面的低温抗裂性能,同时钢纤维对常温条件下沥青混合料的抗拉强度和高温抗车辙性能有一定改善,钢纤维沥青路面的施工工艺与普通沥青混凝土路面相同,可以利用沥青对钢纤维直接防腐而不需要作其它防腐处理。成果对低温地区和重载交通公路沥青路面材料选择有重要参考应用价值。     

动水作用下沥青混合料疲劳性能变化

为研究不同材料组成下沥青混合料抗疲劳性能受动水作用的影响,开发了模拟沥青路面受水、荷载、温度共同作用的室内试验设备并提出了试验方法.将6%、10%、14%3种空隙率,AC-16、SMA-16、SAC-16 3种级配,A-90、A-110、A-130 3种沥青组合成7种沥青混合料;对比分析其动水作用前后的应力疲劳方程参数变化.结果表明:7种沥青混合料动水作用后的疲劳性能均有不同程度衰减.疲劳荷载作用下,动水作用后的混合料沥青膜更易剥落.10%空隙率是AC类混合料的较不利空隙率;其疲劳寿命的衰减程度最大且应力敏感性增加.10%空隙率时,悬浮结构沥青混合料抗疲劳性能受动水作用影响要比骨架结构的大,高标号沥青混合料所受影响比低标号的大.     

聚合物纤维改性沥青混凝土的研究

路用纤维作为沥青混凝土的添加材料 ,近年来在我国的高级沥青路面得到了广泛应用。通过添加聚合物纤维来对普通沥青混凝土进行改性 ,研究了混合料掺纤维后的马歇尔稳定度、水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性及耐疲劳性能 ,并与普通密集配沥青混凝土进行了路用性能的对比分析。依据分析的结果 ,简述了纤维改善沥青混凝土的强度形成机理。     

贫混凝土基层疲劳特性研究

贫混凝土用于路面基层时,由于受到荷载应力和温度应力的反复作用,需研究其疲劳特性.通过分析室内小梁弯拉疲劳试验结果,得出贫混凝土的疲劳寿命服从双参数威布尔分布,据此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程.通过对比,得出贫混凝土的疲劳性能优于其他常用半刚性基层材料.利用得出的疲劳方程,建立贫混凝土作为水泥混凝土路面下面层荷载应力计算的疲劳应力系数,以及作为沥青路面基层时,进行层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数.     

STRATA应力吸收层抗疲劳特性研究

通过柔性道面足尺试验对旧水泥混凝土路面上3种不同加铺层结构进行了裂缝开展的温度疲劳特性研究。结果表明，旧水泥混凝土路面 STRATA应力吸收层 沥青混凝土的路面结构形式具有优良的抗温度疲劳反射裂缝的能力。     

基于疲劳及线收缩的沥青混合料低温性能研究

沥青混凝土的低温开裂是沥青路面损害的三种主要方式（低温开裂、疲劳、车辙）之一。本文针对高寒地区沥青路面低温开裂现象,选取两种沥青和AC-13、SMA-13、PA-13等三种不同级配混合料进行四点弯曲疲劳、线收缩试验,研究了不同材料及级配对低温下沥青混合料的疲劳性能及收缩性能的影响。试验结果表明：级配及沥青种类对疲劳寿命影响较大且相对于常温时,低温下沥青混凝土的疲劳寿命较大,但对于加载应力的变化有较高的敏感性,表明低温时沥青混凝土疲劳性能的稳定性较差。不同类型沥青混凝土的线收缩系数有较大差别,其中AC-13级配及改性沥青混凝土表现出较好的收缩性,同时随着温度的降低,沥青混凝土线收缩系数变化趋势减缓。