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《长沙理工大学》 2008年
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基于老化沥青砼应力松弛特性的沥青路面低温开裂研究

吴文彪  
【摘要】: 沥青路面的低温开裂是国内外普遍存在的问题,它与沥青混凝土的抗拉强度、应力松弛特性以及材料的收缩性能有着密切的关系。其中沥青混凝土的应力松弛性能是影响沥青路面低温开裂的主要因素。而沥青材料的老化,会使沥青路面应力松弛性能下降,从而导致沥青路面的低温抗裂性能显著降低。 本文通过不同老化程度和不同温度下AC-13C型沥青混合料的应力松弛试验,结合时间-温度的等效关系原理和W.L.F.公式分析得出不同老化程度沥青混合料的松弛模量主曲线簇,采用不同粘弹性模型对松弛模量主曲线进行了拟合,根据拟合结果推荐采用六单元广义麦克斯韦模型进来表征沥青混合料的应力松弛性能,同时应用非线性回归方法得到了不同老化程度的沥青混合料在-5℃时的粘弹性模型参数值。 根据不同老化程度的沥青混合料的应力松弛试验结果,以材料粘度的自由体积理论为基础,推导出了沥青混合料的老化程度与温度之间的等效关系式,从而,老化后沥青混合料的松弛模量可以用没有老化的沥青混合料在温度相对较低时的松弛模量来等效代替。 基于沥青混合料的应力松弛试验,建立了考虑降温过程中沥青混凝土的应力松弛效应的沥青路面低温状态下的温度应力计算公式,针对不同老化程度的沥青路面,计算了不同降温速率条件下的温度应力,结果表明随着老化程度的增加,由于其松弛性能越来越差和劲度模量的逐渐增大,导致温度应力越来越大。通过不同老化程度的沥青混合料进行不同温度下的直接拉伸试验,获得了不同老化程度沥青混合料在不同温度下的抗拉强度和极限拉应变。根据沥青路面温度应力与相应条件下的抗拉强度关系,确定了预估沥青路面开裂温度的方法;并预估出了不同老化程度的沥青路面在降温速率为δ= -10℃/h时的低温开裂温度。结果表明:老化对沥青路面的低温开裂具有较大影响,老化程度越高,沥青路面的低温开裂温度越高,越易产生低温开裂。 最后,在上述工作的基础上,分析了本文研究中尚存在的不足之处,并对一步工作的开展,提出了一些观点和建议。
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U416.2

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