應力吸收層瀝青混合料組成設計及抗裂性能研究.pdf

1、在瀝青面層與舊路面或基層之間設置應力吸收層,能大幅度地降低瀝青面層層底荷載應力和溫度應力,減少接縫或裂縫處應力集中現(xiàn)象和裂尖應力強度因子的幅值,有效地消散及吸收由交通荷載及環(huán)境溫度變化所產(chǎn)生的應力及變形,延緩反射裂縫在瀝青面層中形成及擴展,提高了瀝青面層的使用壽命。目前,國內(nèi)對于應力吸收層材料組成研究還是一個空白,開發(fā)應用于應力吸收層的瀝青結(jié)合料,進行應力吸收層瀝青混合料配合比設計及其抗裂性能研究,推薦應力吸收層的合理厚度,對于推廣應力

2、吸收層技術具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 采用三維有限元法對基于應力吸收層的瀝青路面結(jié)構(gòu)進行數(shù)值模擬計算,分析了軸載變化對應力吸收層荷載應力的影響,表明應力吸收層處于復雜的受剪、抗拉受力狀況,抗拉伸與剪切可作為評價該混合料技術性能；分析了應力吸收層模量變化對瀝青面層層底接縫處荷載應力和溫度應力的影響,低模量的應力吸收層能顯著降低加鋪層層底的荷載應力與溫度應力,結(jié)合應力吸收層結(jié)構(gòu)要求及材料組成特性,常溫下,應力吸收層回彈模量約在400

3、～600MPa較為合適,為混合料配合比設計提供了重要參考。隨后,根據(jù)應力吸收層的功能特點,提出應力吸收層混合料設計空隙率應在1.0～2.0％之間較為合理。
　　 通過大量的室內(nèi)試驗,研發(fā)了Sampave特種改性瀝青結(jié)合料,并研究其粘溫特性,確定合理的拌和與壓實溫度,為施工工藝中溫度控制提供了重要依據(jù)。對基于Sampave特種改性瀝青結(jié)合料的膠漿進行了較深入的研究,分析粉膠比對膠漿高、低溫性能及粘溫特性的影響,提出了合理的粉膠比范

4、圍。
　　 采用貫入與直接拉伸試驗,發(fā)現(xiàn)礦料的貫入耗散形變能和混合料的貫入剪切形變能、拉伸形變能是衡量礦料及混合料變形特性的重要指標,權衡混合料的抗剪和抗拉性能,推薦出應力吸收層礦料級配走向,為配合比設計中的級配選取提供了方向。
　　 進行旋轉(zhuǎn)壓實試驗,分析旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)與油石比對混合料壓實度的影響,確定合理的設計旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)。分析了礦料級配、油石比對回彈模量的影響,完善應力吸收層混合料配合比設計指標體系,以貫入和拉伸試驗

5、優(yōu)選級配,確定最佳油石比,提出了基于抗剪和抗拉性能的配合比設計方法。
　　 自行設計試驗夾具,進行DTT拉伸破壞、蠕變及損傷與愈合試驗,建立了各試驗指標及試驗參數(shù),驗證了Sampave特種改性方案的可行性；檢驗了配合比設計中的優(yōu)選級配和最佳油石比確定的可靠性,有力地支持了混合料配合比設計成果。
　　 研制出瀝青路面反射裂縫擴展模擬試驗裝置,驗證了基于Sampave特種改性瀝青路面結(jié)構(gòu)的抗反射裂縫效果,推薦應力吸收層的合理