橡膠瀝青混合料開(kāi)裂行為的試驗(yàn)與仿真研究.pdf

1、針對(duì)隨處可見(jiàn)的瀝青路面開(kāi)裂現(xiàn)象，本文研究的目的是通過(guò)橡膠瀝青混合料開(kāi)裂行為的SCB試驗(yàn)與數(shù)值模擬仿真分析，來(lái)探討瀝青混合料開(kāi)裂機(jī)理的和促進(jìn)SCB測(cè)試方法在我國(guó)瀝青路面領(lǐng)域的應(yīng)用以及在實(shí)際工程中的發(fā)展，進(jìn)而達(dá)到從混合料的設(shè)計(jì)層面上考慮來(lái)減少瀝青混合料的開(kāi)裂現(xiàn)象。
　　本文采用Superpave的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出空隙率分別為4％和6％的橡膠瀝青混合料作為研究對(duì)象;采用SPT動(dòng)態(tài)模量的測(cè)試方法研究不同老化時(shí)間、不同溫度以及不同空隙率的橡膠

2、瀝青混合料的動(dòng)態(tài)模量，并通過(guò)時(shí)溫轉(zhuǎn)換和Sigmodial函數(shù)擬合的方法，建立橡膠瀝青混合料動(dòng)態(tài)模量的主曲線;采用動(dòng)態(tài)模量向松弛模量轉(zhuǎn)換的方法，獲取橡膠瀝青混合料的粘彈性參數(shù);采用SCB試驗(yàn)方法，評(píng)價(jià)不同老化時(shí)間條件下的橡瀝青混合料的位移加載曲線和斷裂能;采用擴(kuò)展有限元(XFEM)的方法模擬仿真分析橡膠瀝青混合料的SCB試件的開(kāi)裂行為。獲得的主要研究成果如下:
　　(1)采用180℃黏度指標(biāo)為3.58Pa·s的橡膠瀝青，礦料結(jié)構(gòu)為德

3、州HMAR-16的級(jí)配，5.7％的瀝青用量，按照Superpave設(shè)計(jì)的橡膠瀝青混合料，各項(xiàng)性能指標(biāo)能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求;
　　(2)老化時(shí)間和溫度對(duì)橡膠瀝青混合料的動(dòng)態(tài)模量有很顯著的影響，具體表現(xiàn)為:老化時(shí)間越長(zhǎng)橡膠瀝青混合料的動(dòng)態(tài)模量值越大;溫度越高，橡膠瀝青混合料的動(dòng)態(tài)模量值越小;
　　(3)可以通過(guò)建立動(dòng)態(tài)模量主曲線的方法得到不同參考溫度下的動(dòng)態(tài)模量值，以減少不必要的試驗(yàn);
　　(4)動(dòng)態(tài)模量和松弛模量都包含了

4、橡膠瀝青混合料的粘彈性材料信息，可以通過(guò)較為容易的動(dòng)態(tài)模量測(cè)試方法，來(lái)得到廣義的Maxwell粘彈性參數(shù);
　　(5)斷裂能是一個(gè)評(píng)價(jià)瀝青混合料開(kāi)裂性能的比較可靠的方法;
　　(6)隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)，橡膠瀝青混合料的抗裂性能越差;溫較低時(shí)，橡膠瀝青混合料有較高的模量，其抗裂性能較高溫條件好，但是其在低溫條件時(shí)更容發(fā)生脆斷;
　　(7)通過(guò)SCB試驗(yàn)以及SCB虛擬的仿真試驗(yàn)，可以采用SCB斷裂能的方式來(lái)評(píng)價(jià)橡膠瀝青混合