文档介绍：沥青面层反射裂缝足尺试验及结果分析
本章探讨纤维加强沥青层及玻纤格栅加铺层对抑制反射裂缝的作用效果。
§6-1 试验研究
尽管断裂力学、损伤力学和有限元方法能给分析反射裂缝提供理论基础、指导设计,但由于路面结构的复杂,材料参数的变异等,仅理论分析解决不了反射裂缝课题。在应用断裂力学分析时,材料参数,特别是断裂力学参数是很难测定的,这是由水泥混凝土、沥青混凝土等路用材料固有的力学物理特性所决定的。所以,就目前来讲,长期的理论分析研究并未为应用提供好的设计方法,而加入纤维和土工格栅使问题更为复杂化。因此,根据室内试验结果来评价各种新型材料的止裂效果,以及采用什么试验方法来评价显然十分重要。
对于剪切破坏的Ⅱ型裂缝模式,国内外研究人员应用弯曲试验、板式剪切试验等方法作出了评价,本课题结合内蒙地区寒冷的气候特点,主要考虑由温度变化引起的反射裂缝,进行了室内足尺试验,在有接缝的水泥板上铺筑沥青混凝土,在水泥混凝土板上施加水平向的等幅交变荷载,以模拟水泥混凝土板随温度变化而产生的周期性张开—闭合运动(Ⅰ型裂缝),根据沥青面层反射裂缝贯通时产生的荷载作用次数来评价各种新型材料抑制反射裂缝的效果。
试验在西安空军工程大学柔性道面实验室进行,进行了水泥混凝土路面上7cm厚沥青混凝土加铺层裂缝开展的足尺疲劳试验。
一、原材料性质
1、玻纤格栅性能
用于防治路面裂缝的土工合成材料主要为土工格栅和土工布。用于沥青路面加筋的土工格栅又可分为刚性格栅和柔性格栅两类。刚性格栅由高分子薄片材料加工而成;柔性格栅是用线材结合成的网状材料。玻璃纤维格栅属于后者。
玻璃纤维的主要成分属硅酸盐,是一种理化性极其稳定的材料。它具有很高的耐热性和优异的耐寒性、强度大、模量高、化学稳定性好、耐腐蚀、膨胀系数低等优点。玻璃纤维土工格栅以玻璃纤维为原料,编织成网状结构,具有高抗拉强度和弹性模量、低延伸率、无长期蠕变、具有稳定性、与沥青混合料良好相容以及对颗粒材料的嵌锁作用强等性质。铺设时,先浇洒粘层沥青,再用钉子固定法将其与结构层固定。自粘性玻纤格栅则可直接铺设。
本试验采用“龙博”牌LB1800Ⅱ型玻璃纤维格栅,径向、纬向抗拉强均为
,伸长率径向、%,×107Kpa,网格尺寸20×20mm,耐温性能在-100℃~280℃,含胶量>50%,有很好的耐腐蚀性能,通过优质改性沥青进行基材处理。各项性能均符合《公路土工合成材料应用技术规范》(JTJ/T 019-98)之规定。
2、沥青及沥青混合料性质
原材料由西安市高速公路机械养护公司提供,碎石(10~20mm)产地蓝田,碎石(5~10mm)和石屑产地为韩峪,沥青为韩国SK AH-90#沥青。
沥青性质
沥青技术指标表6-1
项目
原沥青
标准
针入度(,25℃)
91
80~100
延度(5cm/min, 15℃)
>150
≮100
软化点(℃)

45~55
闪点(℃)
350
≮230
含蜡量(蒸馏法)(%)

≯3
密度(15℃)

实测
溶解度(三氯乙烯)(%)

≮99
薄膜加热实验(163℃,5h)
质量损失(%)

≯1
针入度比(%)

≮50
延度(25℃)
>100
≮75
延度(15℃)
>140
实测
(2)集料性质
粗集料技术指标表6-2
种类
表观密度(g/cm3)
碎石(10~20mm)

碎石(5~10mm)

石屑

砂子

矿粉()

(3)混合料性质
混合料采用AC-16Ⅰ型,按照碎石(10~20mm)31%、碎石(5~10mm)27%、砂子26%、石屑10%、矿粉6%的比例配合而成,%,%的比例加入。级配组成见表6-3。
混合料级配组成表6-3
筛孔尺寸(mm)
19
16

通过率(%)
100

沥青混凝土各项技术指标表6-4
种类
表观密度(g/cm3)
空隙率(%)
矿料间隙率(%)
沥青饱和度(%)
稳定度(KN)
流值
()
不加纤维

加纤维

65.