文档介绍：长沙理工大学
硕士学位论文
基于老化沥青砼应力松弛特性的沥青路面低温开裂研究
姓名:吴文彪
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:田小革
20080401
摘要沥青路面的低温开裂是国内外普遍存在的问题,它与沥青混凝土的抗拉强度、应力松弛特性以及材料的收缩性能有着密切的关系。其中沥青混凝土的应力松弛性能是影响沥青路面低温开裂的主要因素。而沥青材料的老化,,,采用不同粘弹性模型对松弛模量主曲线进行了拟合,根据拟合结果推荐采用六单元广义麦克斯韦模型进来表征沥青混合料的应力松弛性能,同时应用非线性回归方法得到了不同老化程度的沥青混合料在一媸钡粘弹性模型参数值。根据不同老化程度的沥青混合料的应力松弛试验结果,以材料粘度的自由体积理论为基础,推导出了沥青混合料的老化程度与温度之间的等效关系式,从而,老化后沥青混合料的松弛模量可以用没有老化的沥青混合料在温度相对较低时的松弛模量来等效代替。基于沥青混合料的应力松弛试验,建立了考虑降温过程中沥青混凝土的应力松弛效应的沥青路面低温状态下的温度应力计算公式,针对不同老化程度的沥青路面,计算了不同降温速率条件下的温度应力,结果表明随着老化程度的增加,由于其松弛性能越来越差和劲度模量的逐渐增大,导致温度应力越来越大。通过不同老化程度的沥青混合料进行不同温度下的直接拉伸试验,获得了不同老化程度沥青混合料在不同温度下的抗拉强度和极限拉应变。根据沥青路面温度应力与相应条件下的抗拉强度关系,确定了预估沥青路面开裂温度的方法;并预估出了不同老化程度的沥青路面在降温速率为.℃/钡牡臀驴A盐露取=峁明:老化对沥青路面的低温开裂具有较大影响,老化程度越高,沥青路面的低温开裂温度越高,越易产生低温开裂。最后,在上述工作的基础上,分析了本文研究中尚存在的不足之处,并对一关键词:低温开裂;老化;应力松弛;沥青路面;时温等效;粘弹性;面应力松弛性能下降,从而导致沥青路面的低温抗裂性能显著降低。步工作的开展,提出了一些观点和建议。广义麦克斯韦模型
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导师签名:筛勿缸作者签名:襄⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤长沙理工大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书/!年夕月本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。日期:年日本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒉槐C芡拧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉作者签名:日期:年月
第一章绪论问题的提出国内外研究概况沥青路面的低温开裂一直是困扰国内外道路工程界的主要问题之一,也是世界各国都存在的普遍现象,其危害在于大量裂缝的存在使得路表水、空气及其它有害物质可通过缝隙进入路面结构内部,并沿着混合料的孔隙渗入路面基层和路基,使路面结构承载力下降,在行车荷载作用下产生唧浆、唧泥、冲刷,界面层出现局部脱空,进而在路面形成局部凹陷,最终导致路面发生网裂与坑槽,严重地影响车辆的行驶质量,大大地降低了路面的使用寿命。另一方面,在季节性冰冻地区当温度降至冰点时,滞留在路面结构孔隙中的水分还将产生冻胀,导致路面材料的内部损伤和损伤积累,进一步加速路面的破坏。随着路面使用期限的延长,沥青材料不断老化,低温开裂的问题将越来越严重。沥青材料在老化以后,将导致沥青混合料的力学性质发生变化。随着老化的加剧,沥青混合料会变硬变脆,其劲度模量会增加,沥青路面的抗变形的能力降低,应力松弛能力下降,松弛时间越来越长,在行车荷载和气候的作用下,特别是在气温骤降的环境下极易产生低温开裂。从而直接影响到沥青路面的低温抗裂性能。因此,很有必要系统研究老化以后沥青路面的低温抗裂性能。对于温度变化引起的沥青路面开裂问题的研究始于二十世纪六十年代,但直到今天国内外工程界仍然十分关注这个领域的研究与发展。从已有的成果来看,早期的工作主要集中在低温开裂方面,重点是温度应力的计算方法以及沥青混合料低温抗裂性能的试验研究。美国公路战略研究计划启动后,将温度变化引起的沥青路面开裂问题的研究全面推进到了一个新的阶段。在该