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基层脱空状态下橡胶水泥混凝土减振吸能性能及疲劳特性研究

周志刚  
【摘要】:水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、承载能力强等优点,但由于其属刚性路面,自身变形能力弱,在基层脱空和重载交通作用下易产生断裂破坏,将一定掺量的橡胶粉掺入水泥混凝土路面中,其延性、韧性、自身变形能力和抗裂性能均有一定程度的提高,减少了路面板因受弯拉而产生的断裂破坏机率。本文采用落球试验模拟路面所受车辆冲击荷载,采集路面受冲击作用时的振动响应。通过对比不同粒径及不同掺量下橡胶水泥混凝土路面结构的振动响应,试验结果表明随着橡胶粉掺量增加,减振吸能效果越好,粒径越小,减振吸能效果越好。对比基层在不同脱空状况下的振动响应,结果表明基层为矩形脱空时振动幅值远小于三角形振动幅值。随着脱空面积增大,即测点离冲击点越远,振动幅值越低。振动幅值随着冲击高度增大而增大。通过对基层脱空状态下橡胶水泥混凝土路面板进行破坏试验及疲劳试验,表明板角基层呈三角形脱空和板边基层呈矩形脱空时橡胶水泥混凝土路面板破坏时的挠度和最大应变都远大于普通水泥混凝土,但其能承受的最大荷载要明显小于普通水泥混凝土。通过对比应变疲劳次数曲线,基层脱空状态下橡胶水泥混凝土路面板疲劳损伤呈三阶段发展,而橡胶水泥混凝土路面板的第二阶段疲劳次数循环比区间要大于普通混凝土。在高应力水平下,基层脱空时橡胶水泥混凝土路面板疲劳寿命随着橡胶粉掺量增大而增加,随着粒径增大而减小。


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