纖維瀝青混凝土加筋阻裂性能的研究.pdf

1、目前反射裂縫是半剛性基層瀝青路面裂縫的主要類型之一。防止反射裂縫既可以通過(guò)改善基層干縮和溫縮性能，或設(shè)置中間應(yīng)力吸收層和隔離層，也可以通過(guò)改善面層材料性能，提高瀝青混凝士的抗裂能力。纖維瀝青混凝土是一種復(fù)合材料，纖維在瀝青混凝土中可以減少材料內(nèi)部的損傷，吸收應(yīng)力，起到加筋增韌作用，提高了材料的抗裂能力。纖維瀝青混凝土的加筋機(jī)理可以通過(guò)瀝青混凝土的強(qiáng)度理論、結(jié)構(gòu)組成、破壞機(jī)理以及纖維復(fù)合材料的增強(qiáng)理論等來(lái)解釋。利用復(fù)合材料的混合

2、律理論和纖維阻裂理論，提出了纖維瀝青混凝土力學(xué)性能的影響因素。為比較不同品種、不同用量的纖維對(duì)瀝青的改善作用，通過(guò)測(cè)力延度試驗(yàn)、直接拉伸試驗(yàn)(DT)和彎曲梁流變?cè)囼?yàn)(BBR)，對(duì)纖維瀝青的斷裂韌度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、斷裂能、彎曲勁度模量等力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，分析了纖維特征、纖維用量、纖維瀝青界面粘結(jié)能力、溫度等因素對(duì)力學(xué)性能的影響。由于未計(jì)算界面粘結(jié)強(qiáng)度，纖維瀝青的抗拉強(qiáng)度和模量采用復(fù)合材料混合律理論預(yù)測(cè)似乎不太理想，文中

3、提出利用DT試驗(yàn)得到的初裂能和斷裂能的比值Rw來(lái)評(píng)價(jià)纖維瀝青的抗裂能力，比單一采用抗拉強(qiáng)度和彈性模量更能說(shuō)明纖維的加筋作用。纖維瀝青混凝土的力學(xué)性能主要采用斷裂力學(xué)知識(shí)來(lái)分析，考慮的裂紋形式為Ⅰ型裂紋。根據(jù)纖維在混合料中擴(kuò)大塑性區(qū)的作用，纖維瀝青混凝土的斷裂形式為韌度，不適合采用線彈性斷裂問(wèn)題中的斷裂韌度KIC來(lái)評(píng)價(jià)材料抗裂能力，而應(yīng)采用彈塑性斷裂問(wèn)題的延性斷裂韌度JIC。通過(guò)帶切口小梁彎曲試驗(yàn)，由實(shí)測(cè)的荷載—撓度曲線進(jìn)行回

4、歸擬合，建立了JIC的數(shù)值求解方法。并通過(guò)JIC和KIC的比較分析，進(jìn)一步說(shuō)明對(duì)于纖維瀝青混凝土，KIC無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)其抗裂能力。為從結(jié)構(gòu)內(nèi)部特點(diǎn)來(lái)評(píng)價(jià)纖維瀝青混凝土的阻裂行為，引入了聲發(fā)射技術(shù)檢測(cè)帶切口小梁在斷裂過(guò)程中的聲發(fā)射特征，并據(jù)此分析材料的斷裂形式和抗裂能力。根據(jù)材料聲發(fā)射特征與應(yīng)力應(yīng)變的耦合關(guān)系，建立了累計(jì)振鈴次數(shù)與J積分的關(guān)系，并由該公式預(yù)測(cè)了材料的延性斷裂韌度JIC。試驗(yàn)結(jié)果表明，由聲發(fā)射試驗(yàn)得到的JIC與由力

5、學(xué)試驗(yàn)得到的JIC,從而進(jìn)一步說(shuō)明JIC是表征材料斷裂性能的一種屬性。聲發(fā)射試驗(yàn)也表明，纖維減少了材料的初始損傷，增大了材料的塑性區(qū)范圍，提高了材料的韌度和抗裂能力。最后對(duì)纖維瀝青混凝土的常規(guī)性能進(jìn)行了試驗(yàn)，表明纖維對(duì)瀝青的高溫穩(wěn)定性、低溫變形性能和疲勞性能均有改善，但降低了材料的抗水損害能力。這為纖維材料的選擇和評(píng)價(jià)提供了參考。并在性能試驗(yàn)和機(jī)理分析指導(dǎo)下，進(jìn)行了纖維瀝青路面的應(yīng)用設(shè)計(jì)和試驗(yàn)段鋪筑。關(guān)鍵詞：纖維瀝青混凝土