預(yù)切口纖維瀝青混合料低溫開(kāi)裂性能研究.pdf

1、反射裂縫是瀝青路面冬季破壞的主要誘因之一。在低溫收縮和荷載的共同作用下，下臥層出現(xiàn)開(kāi)裂，裂縫處的應(yīng)力集中致使裂縫向上開(kāi)展，裂縫處的應(yīng)力集中比沒(méi)有裂縫的部位大，易超過(guò)瀝青混合料面層的極限抗拉強(qiáng)度，引起面層的開(kāi)裂。開(kāi)展瀝青路面低溫反射裂縫低溫抗裂性能以及裂縫開(kāi)展行為研究，可以為路面面層混合料設(shè)計(jì)提供理論依據(jù);研究反射裂縫的擴(kuò)展行為對(duì)預(yù)防瀝青混合料面層的早期破壞具有重大意義。
　　總結(jié)了影響路面面層的反射裂縫開(kāi)展的各個(gè)因素，發(fā)現(xiàn)在瀝青混

2、合料中摻入纖維有助于改進(jìn)瀝青路面的抗裂性能，因此研究摻入不同纖維的瀝青混合料的低溫抗裂性能，并用預(yù)切口模擬瀝青路面面層底部預(yù)先存在的裂縫，研究存在于不同位置的反射裂縫在受荷載作用下的擴(kuò)展行為。
　　設(shè)計(jì)了預(yù)切口小梁三點(diǎn)彎曲加載試驗(yàn)，將溫度作為小梁試件低溫開(kāi)裂性能的影響因素，將試驗(yàn)溫度定為-10℃、0℃、10℃;為研究纖維對(duì)于瀝青混合料小梁試件的開(kāi)裂性能的改進(jìn)作用，將摻入聚酯纖維、玄武巖纖維和木質(zhì)素纖維的瀝青混合料與不摻入纖維的混合

3、料進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn);試驗(yàn)對(duì)路面反射裂縫進(jìn)行模擬，在試件底部預(yù)制切口深度為10mm的預(yù)切口，將預(yù)切口與中心的距離定為:0mm、20mm、40mm，對(duì)具有不同切口的試件進(jìn)行三點(diǎn)彎曲加載試驗(yàn)。結(jié)果表明，預(yù)切口小梁三點(diǎn)彎曲加載試驗(yàn)很好地模擬了瀝青混合料路面的低溫開(kāi)裂特性和混合料試件的反射裂紋開(kāi)展行為;試驗(yàn)溫度愈低，試件抗裂性能愈好;玄武巖纖維具有穩(wěn)定地改善瀝青混合料抗裂性能的作用;切口與荷載的水平偏移距離愈大，即反射裂縫偏移中心荷載的水平距離愈大，

4、則試件抗裂性能愈強(qiáng)。
　　采用ANSYS有限元軟件模擬了小梁在-10℃試驗(yàn)時(shí)裂縫的開(kāi)展行為。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果分析、斷裂力學(xué)分析和有限元分析，得到了裂縫開(kāi)展的起裂角的計(jì)算值、試驗(yàn)值和模擬值，用于描述裂縫開(kāi)展行為。分析結(jié)果表明，小梁試件底部的反射裂縫開(kāi)展行為具有一定的規(guī)律，針對(duì)不同位置的裂縫，給出了不同的起裂角范圍，衡量裂縫開(kāi)展行為。當(dāng)裂縫偏移中心加載位置距離x=0mm時(shí)，起裂角θ0范圍在0°至3.5°之間。當(dāng)x=20mm時(shí)，起裂角范圍在