瀝青路面水泥冷再生基層疲勞壽命及可靠度分析.pdf

1、冷再生技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用是解決廢舊路面材料的重要措施。將廢舊瀝青混合料和無機結(jié)合料循環(huán)再生利用，一方面解決了廢舊材料對環(huán)境的污染，另一方面，用再生廢舊集料代替天然集料，可以減少天然集料的消耗，從而減少對天然砂石的開采，緩解天然集料日趨匱乏的壓力并降低大量開采砂石材料對生態(tài)環(huán)境的破壞，保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境，這也符合人類社會可持續(xù)發(fā)展的要求。因此道路冷再生技術(shù)必然將成為公路建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的最重要技術(shù)之一，應(yīng)用前景十分廣闊。
　　目前，

2、冷再生技術(shù)的運用關(guān)鍵在于冷再生混合料作為基層能否滿足新路面對基層的各項路用性能的要求。以往對冷再生混合料作為基層的路用性能的研究中，重點在于對冷再生基層材料的強度方面的研究，并得到了許多結(jié)論，但是對其疲勞性能的研究還不充分。本論文重點既是對冷再生基層混合料的疲勞性能進(jìn)行研究，并得到一定的研究成果。
　　本文依托遼寧省高速公路管理局的課題《遼寧省瀝青路面冷再生基層材料疲勞性能的試驗研究》，以沈營線和十大線試驗路為研究對象，對冷再生基

3、層材料的疲勞性能進(jìn)行系統(tǒng)的研究，并且采用試驗與理論相結(jié)合的方法，預(yù)估路面結(jié)構(gòu)材料的疲勞壽命。具體研究內(nèi)容有：利用MTS810液壓伺服疲勞試驗機，對相同級配和水泥劑量的冷再生基層材料的梁式試件進(jìn)行疲勞試驗研究。其中，水泥劑量均為5％，冷再生基層材料中分別加入0％、20％、40％碎石新骨料。通過研究建立這三種冷再生基層材料的疲勞壽命方程，并進(jìn)行疲勞性能分析。論文得出試驗材料的疲勞性能最好的是添加40％碎石新骨料的冷再生基層材料，添加20％碎

4、石新骨料的冷再生基層材料次之，相對最差的是純冷再生基層材料。利用斷裂力學(xué)方法對冷再生基層材料的疲勞裂紋擴展進(jìn)行分析，分析裂紋擴展主要控制要素，以Forman公式為基礎(chǔ)，進(jìn)而推導(dǎo)出疲勞壽命預(yù)估方程。分析疲勞方程中參數(shù)的取值方法并給予算例。通過疲勞方程計算的結(jié)果對影響疲勞壽命的因素進(jìn)行分析，并將疲勞方程計算的結(jié)果與通過實驗方法得到的壽命對比，結(jié)合試驗路的實際情況，說明疲勞方程計算的方法完全可取并且較為合理。依據(jù)疲勞壽命服從威布爾分布，利用威

5、布爾分布的概率密度函數(shù)推導(dǎo)出威布爾可靠度函數(shù)，利用此函數(shù)分別計算了實驗條件下、標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下冷再生基層材料的疲勞壽命可靠度。分析試驗路情況，結(jié)合可靠度計算結(jié)果，推薦在冷再生基層材料中摻加碎石量在10％-20％，疲勞性能和疲勞可靠度都較為理想。
　　本文研究結(jié)果表明，冷再生基層材料疲勞壽命可基于Forman公式進(jìn)行理論預(yù)估：摻加碎石的冷再生基層材料的疲勞性能要好于純冷再生材料；摻加20％碎石比純冷再生材料在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，設(shè)計使用年