沥青混合料组成差异对沥青路面结构疲劳寿命的影响分析

来源 :武汉理工大学学报(交通科学与工程版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:game1980
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为了分析不同类型集料和配合比对沥青路面结构疲劳寿命的影响,以广东省仁新高速试验段的路面结构为例.通过U T M 130试验机和汉堡车辙仪等获得不同类型沥青混合料的动态压缩模量和车辙试验结果.以沥青混合料试验获得的相关参数为基础,通过建立的路面结构有限元模型,分析得到该路面结构在标准双圆均布垂直荷载作用下的力学响应.将试验与理论分析结果相结合,反算分析得到不同类型沥青混合料路面结构的疲劳寿命.分析结果显示:不同的沥青混合料组成会给沥青路面结构的疲劳寿命带来2~3倍的差异.在进行沥青路面设计时,不仅需要考虑沥青混合料的力学性能和路用性能,还需考虑其对沥青路面结构疲劳寿命的影响.
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基于欧拉-伯努利梁模型,推出了双模量梁(拉压弹性模量不等)受迫振动控制微分方程.采用时域GD法(general differential method)求解和讨论了在均布交变载荷和均布突加载荷作用下的简支双模量梁的受迫振动问题.该方法直接在空间域和时间域分别使用GD法离散处理控制微分方程,得到求解其位移场的线性方程组,然后融入用GD法离散处理的边界条件和初始条件使问题得解.计算结果表明:随着简支双模量梁的压缩弹性模量与拉伸弹性模量的比值增大,其受迫振动的振幅随之减小.
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为评价沥青老化程度及老化后性能,通过RT FO T试验和PA V试验对基质沥青和SBS改性沥青进行模拟短期老化和长期老化,基于DSR试验研究沥青老化后高温流变性能,通过弯曲试验和浸水马歇尔试验评价沥青老化后混合料性能,结合FT IR试验分析沥青老化机理.结果表明:基质沥青和SBS改性沥青经过RTFOT老化和PAV老化后,车辙因子增加,且车辙因子与老化时间之间具有良好的相关关系.老化后沥青混合料低温抗裂性能和水稳定性能降低.随着老化时间增加,改性沥青中羰基和亚砜基逐渐增多,丁二烯逐渐减少,沥青老化程度加深.
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为研究温度对沥青混合料摩擦系数的影响,对不同时刻下的洒水前表面温度、洒水后表面温度、滑块温度、空气温度进行了跟踪观测和相关性分析,并在相应时刻进行了GAC-16、SM A-13、EA-5三种类型沥青混合料摆式摩擦系数的测试,通过对比研究建立了不同类型沥青混合料摆式摩擦系数的温度修正模型.研究结果表明:洒水前表面温度对空气温度变化的敏感性最高、洒水后表面温度次之、滑块温度的敏感性最低;沥青混合料的摆式摩擦系数测试值与温度呈线性负相关关系,其中摆式摩擦系数与洒水前表面温度的相关性最好;建议优先选用洒水前表面温
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