纤维掺量对聚酯纤维沥青混凝土韧性的影响

为了研究纤维掺量对沥青混凝土变形性能的影响,选用纤维掺量分别为沥青混凝土总质量的0、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%的马歇尔试件,在MTS810材料试验机上进行劈裂试验,试验温度为15℃,分析了劈裂试验结果随纤维掺量变化的规律,应用无量纲的韧性指数和劈裂强度评价纤维沥青混凝土的变形性能。研究结果发现,纤维的加入没有显著增大沥青混凝土的劈裂强度,但其韧性得到明显的改善,反映出材料的抗变形能力得以增强,韧性指数能够作为评价纤维沥青混凝土变形性能的指标,根据劈裂强度给出聚酯纤维改善沥青混凝土变形性能的合理掺量约为0.20%。     

温拌再生沥青混合料路用性能关键因素影响分析

为了弄清各因素对温拌再生沥青混合料(WRAM)的路用性能影响,选择3种回收沥青路面材料(RAP)掺量(20％,30％和40％)和2种类型(DAT和S-Ⅰ)温拌剂,并就WRAM再生剂使用与否进行路用性能试验研究,采用方差分析关键因素(RAP掺量、温拌剂类型和再生剂使用与否)对路用性能的显著影响.试验结果表明,无论是否使用再生剂,随着RAP掺量增加,WRAM的动稳定度DS增大,最大弯拉应变εm及冻融劈裂抗拉强度比TSR均减小.使用再生剂WRAM的εm和TSR均满足规范要求;未使用再生剂时,仅RAP掺量为20％的WRAM的εm满足规范要求,TSR不满足规范要求.相同的温拌剂及RAP掺量时,与未使用再生剂相比,使用再生剂的DS减小、εm和TSR均增大.相同RAP掺量时,无论是否使用再生剂,与添加S-Ⅰ温拌剂WRAM的DS,εm和TSR相比,添加DAT温拌剂的均增大.方差分析结果表明,温拌剂类型和RAP掺量对DS有显著影响,RAP掺量和再生剂使用与否对εm有显著影响,再生剂使用与否对TSR有显著影响.据此分析得出,针对不同路用性能指标,进行WRAM的配合比设计时需要考虑各因素的显著影响.     

新型纤维增强沥青路面的研究

通过复合材料理论和劈裂试验的比较，确定了含纤维沥青混凝土的劲度模量；利用损伤理论计算了已含表面裂缝沥青路面的疲劳寿命，探讨了新型纤维增强沥青路面。     

纤维沥青混凝土的等效劲度模量

根据复合材料细观力学理论探讨了低温条件下纤维沥青混凝土的等效劲度模量的分析方法。应用Y．H．Zhao和G．J．Weng提出的纤维增强复合材料的等效模量公式，计算了具有不同纤维掺量的沥青混凝土在不同温度状态下的等效劲度模量，对计算结果与劈裂试验结果进行了比较和误差分析。从温度、纤维掺量和纤维性状3个方面分析误差产生的原因，其中温度为主要影响因素，而纤维本身的性能对结果误差基本没有影响，根据误差分析结果提出计入温度影响的纤维沥青混凝土等效模量公式，通过修正公式计算得到的结果与试验结果取得较好的一致性。     

纤维沥青混凝土的粘弹性分析

为了研究纤维沥青混凝土的粘弹性能,制作5种20个聚酯纤维沥青混凝土圆柱试件,在MTS810材料试验机上进行单轴静压蠕变试验,试验温度为45℃。根据粘弹性力学理论,采用"四单元五参数"模型(修正的Bugers模型)模拟纤维沥青混凝土的粘弹性能,其参数值由试验数据的数值拟合获得,提出了计入纤维掺量的"四单元五参数"粘弹性本构模型。应用该模型模拟了试验的加载过程,分析了纤维掺量对沥青混凝土粘弹性的影响。结果表明:不同纤维掺量下沥青混凝土的蠕变变形增量不同,但变化规律与普通沥青混凝土是一致的;粘弹性模型计算的纤维最佳平均用量为0.18%,试验结果为0.20%,两者基本接近,因此,本研究提出的粘弹性模型可作为理论研究和材料设计的参考。     

温度场作用下路面体损伤的仿真模拟

建立了路面体在温度场作用下表面裂缝损伤的数学模型 ,通过 ANSYS的计算结果 ,编制了计算机仿真软件 ,形象地模拟了裂缝扩展过程。     

纤维沥青混凝土的蠕变特性试验研究

根据单轴静载蠕变试验研究了不同纤维掺量沥青混凝土的蠕变性能。采用5种聚酯纤维掺量的沥青混凝土圆柱体试件在MTS810材料试验机上进行蠕变试验,试验温度为45℃。分析了纤维沥青混凝土的蠕变特性随着纤维掺量变化的规律,讨论了卸载后的回弹模量与纤维掺量的关系。结果表明,在沥青混凝土中掺加纤维,改善了沥青混凝土的蠕变性能,当纤维掺量在0~0.3%的区间内时,随着纤维掺量的增加,蠕变变形增量和卸载后的回弹模量表现出先减小、后增大的变化规律,由此分析给出合理纤维掺量约为0.2%。     

纤维沥青混凝土的回弹模量试验研究

聚酯纤维沥青混凝土以其良好的路用性能得到人们广泛的认可,但纤维路面的设计参数尚不丰富。本文对5种纤维掺量沥青混凝土的圆柱体试件进行了静态无侧限单轴压缩试验研究,对抗压强度与回弹模量等设计参数的试验数据进行了分析,建立了回弹模量与纤维掺量的回归方程。试验结果表明,随着纤维掺量的增加,抗压强度与回弹模量均呈现出先增大后减小的趋势,并且分别在纤维掺量为0.2%和0.25%时达到最大值,由此可得出聚酯纤维沥青混合料的最佳纤维掺量应该在0.2%~0.25%之间。     

车辆荷载作用下纤维沥青路面响应分析

基于弹性理论,采用有限元方法分析车辆荷载作用下,纤维沥青混凝土的模量、不同道路等级下的纤维沥青混凝土层位置和厚度、基层厚度对路表最大弯沉、基层和底基层的层底径向应力的影响。结果表明,纤维加入到沥青路面后,提高了路面的整体变形能力,从而可以减小路面面层的厚度;基层厚度的增加,不仅缓解了由于纤维沥青混凝土面层厚度减小而产生的基层和底基层的层底径向应力的增加,而且可以减小纤维沥青混凝土的掺入量。在考虑提高路面结构的整体性以及面层和基层之间的粘结力时,给出了不同道路等级下纤维沥青路面结构的合理设计。