论文部分内容阅读
公路半刚性基层收缩开裂是路面诸多病害产生的重要原因之一,水泥稳定碎石是主要的半刚性基层材料,掺加纤维是改善水泥稳定碎石路用性能主要方法之一,但目前的有关成果需要进一步丰富和完善,为提高半刚性基层沥青路面结构使用寿命和品质奠定基础。本文以江苏省高等级公路水泥稳定碎石基层建设现状为背景,开展物理试验研究,分析获得纤维水泥稳定碎石混合料适宜的拌和工艺,提出拌和效果判定方法,在此基础上,研究了聚酯纤维径变对水泥稳定碎石收缩及力学性能影响变化规律,并分析了其作用机理;运用ANSYS建模分析了在车辆荷载、温度作用及其共同作用下,纤维径变对水泥稳定碎石基层应力以及路表变形影响的基本规律,分析获得聚酯纤维最优直径,提出确定最优直径的方法;最后,结合试验路进行了验证,并评价了聚酯纤维水泥稳定碎石(PETCSM)基层应用效果。主要取得以下研究成果及结论:(1)提出了基于宏观观测与试件性能稳定性评价相结合的纤维水泥稳定碎石拌和效果判定方法,分析总结了适宜的纤维水泥稳定碎石混合料拌和工艺。(2)纤维质量、长度相同情况下,随着纤维直径的增加,PETCSM干缩系数表现为先降低后上升(纤维直径约在35μm处出现谷值),温缩系数呈线性增长的趋势,无侧限抗压强度、劈裂强度均呈线性降低的趋势,抗压回弹模量基本不变。(3)对于PETCSM路面结构而言,随着纤维直径的增加,基层应力、路表变形在车辆荷载作用下均呈细微波动,无一定规律性;在温度作用或两种荷载共同作用下均呈现逐渐增大的趋势,即温度作用相对于车辆荷载作用对基层应力起主导作用。(4)提出了PETCSM适宜的纤维直径应用范围是20μm~35μm,最优纤维直径为20μm,以及以7d温缩系数、28d无侧限抗压强度为主控判定指标,干缩系数为辅助判定指标的最优纤维直径的确定方法。(5)聚酯纤维的掺加可以减小水泥稳定碎石基层双轮迹线中轴线处、轮迹线处应变变化幅度,表明纤维的掺加可以有效减小水泥稳定碎石基层应力,提高其抗裂性能。