半刚性基层沥青路面低温抗裂性研究.pdf

长安大学
硕士学位论文
半刚性基层沥青路面低温抗裂性研究
姓名:武贤慧
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:张登良
20030501
要摘要形式,但路面的低温开裂一直是影响其使用品质的重大问题。本文针对内蒙地区寒冷的气候特点,通过水泥稳定砂砾材料特性研究,确定了合适的水泥剂量,以减轻基层产生温缩裂缝。采用不同的低温试验方法验证掺加聚酯纤维以及采用男粤で嗪蠖曰旌狭系臀滦阅艿母纳瞥潭龋⒍云浠碜隽探讨。通过反射裂缝足尺试验来评价增强沥青混合料和玻璃纤维土工格栅对抑制反射裂缝的效果,对抑制机理做了分析。试验证明,在普通沥青混合料中加入聚酯纤维以及使用改性沥青可脆化点温度降低,增强低温抗裂性,加聚酯纤维和在基层与面层之间铺设玻纤格栅可有效抑制反射裂改性沥青反射裂缝半刚性基层沥青路面以其优越的路用性能成为我国高速公路路面结构的主缝,值得推广。关键词:纤维沥青混凝土玻璃纤维格栅温缩裂缝增强机理入
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第一章概述§课题的提出及研究意义长,汽车轴载明显剧增,公路运输事业正向大吨位、高速度方向发展,要求公路建设向高等级、高标准方向发展。半刚性基层材料以强度高、稳定性好、刚性大以及板体性好等优点满足了公路经济与技术方面的要求,半刚性基层沥青路面以高等级路面的主要结构形式。然而半刚性材料由于脆性和对温度、湿度的敏感性,在形成和使用过程中会因温度与湿度的变化产生温缩、干缩裂缝,当沥青面层较薄时往往会扩展到面层形成反射裂缝。又由于沥青混合料是一种粘弹性材料,在易产生初冻或初融裂缝、冻胀裂缝、低温收缩裂缝及温度疲劳裂缝等破坏现象,其中以低温收缩裂缝更为普遍。裂缝的存在使车辆行驶质量下降,破坏了路面结基层甚至路基软化,路面承载能力下降,产生唧浆、台阶、网裂等病害,从而加沥青路面的开裂是世界各国普遍存在的问题,我国地处世界欧亚大陆板块的东部,是季风气候最典型、最强烈的大陆,特别是在北方地区,裂缝十分普遍和严重。路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的,影响裂缝轻重的主要因素有:沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件、交通量和车辆类型以及施工因素等。但就沥青路面开裂的主要原因而论,可以分为两大类,即荷载型裂的,而非荷载型裂缝引起了我国道路工作者的普遍关注,这些裂缝与沥青及沥青非荷载型裂缝引起的大部分为横向裂缝,主要是由于降温及温度循环反复作用在沥青路面产生温度收缩裂缝以及由于半刚性基层收缩开裂产生的反射裂缝,而且许多裂缝是多方面的因素共同作用而引起的。综上所述,裂缝的存在具有普遍性,目前世界上尚未完全解决这一难题。为了确保沥青路面在低温下的抗裂稳定性,就必须用实验方法来评定它在低温条件下的性能,深入研究半刚性基层沥青路面低温性能的评价方法,提出实际有效的随着国民经济的不断发展和社会运输市场的日益繁荣,公路交通的大幅度增其优良的工程性能和显著的经济效益在我国公路建设中得到广泛的应用,已成为寒冷冬季或在温差较大的季节,变形能力降低,变得脆硬,在温度和荷载作用下构的整体性和连续性,并在一定程度上削弱了路面结构强度,而且随水分的进入,速了路面的破坏。缝和非荷载型裂缝。由于采用的半刚性基层有足够的强度,荷载型裂缝不是主要混合料的抗裂性能密切相关。
§国内外研究状况评价指标,对沥青路面低温缩裂问题的解决有十分重要的现实意义。而探讨改善路面的低温缩裂性能的措施,对减少裂缝、延长道路使用寿命,同样十分重要。本课题作为呼一包高等级公路沥青路面开裂研究与防治的室内研究部分,以半刚性基层及沥青混合料为研究对象,在总结国内外研究成果的基础上,通过低温力学特性、低温条件下不同实验方法的研究,对不同沥青混合料始案男沥青混合料以及纤维增强沥青混合料牡臀滦阅芙辛吮冉希岢隽擞行У钠价指标。并通过足尺疲劳试验,对纤维沥青混合料和玻璃纤维土工格栅抑制裂缝的效果和机理作了探讨,以期指导工程实践。为了解决沥青路面的低温缩裂问题,提高半刚性基层沥青路面的使用品质,使其能满足低温气候条件,交通荷载等复杂因素的作用,国内外一直从两方面着手进行研究,一方面是对低温裂缝产生的原因,及影响因素调查、分析、研究沥青路面低温抗裂的评价指标和设计方法。另一方面为改善半刚性基层沥青路面的低温性能,从路面材料、路面结构方面研究、改进,以保证沥青路面在低温条件因素有:沥青品种和性质、沥青混合料的组成、面层厚度、基层材料的收缩性、气温、路龄、交通量以及施工因素【俊一、半刚性基层的低温抗裂性能主要用温缩应变、温缩系数、温缩量和平均温度收缩系数等指标来表征半刚性基层的低温抗裂性能。为了合理评价温度变化对收缩的影响,国内研究人员进行了封闭状态和自由状态的温度收缩试验,张登良教授【等对几种半刚性材料在不同含水量状态下用电测法做了温缩性试验。得出:对于烘干试