沥青路面坑槽快速耐久型粘结料开发及修补技术研究西安建筑科技大学2016年硕士论文

【摘要】：坑槽是我国各等级公路沥青路面最严重、最突出的病害之一,不仅影响沥青路面路用性能和行车舒适度,也将缩短使用寿命,对车辆行驶安全构成最直接的威胁。因此,针对普遍存在的坑槽病害修补工艺粗放、修补材料耐久性差等问题,研制高性能坑槽修补专用界面粘结材料及新型耐久型修补材料,以达到坑槽修补快速耐久的目的,延长坑槽修补寿命周期,取得良好的养护效果,对促进路面养护向高效、精细、耐久发展有积极推动作用。论文首先基于坑槽补缝界面接触状态,建立了同时考虑水平与竖向荷载的有限元修补模型,分析了修补厚度、修补尺寸及模量比对补缝界面力学指标的影响,确定摩擦接触模型对界面最大剪应力、最大拉应力影响更大;其次,通过对坑槽修补块与原路面界面粘结破损机理研究,提出了三区-五层粘结模型,阐释了水性环氧树脂、水泥对乳化沥青的单一或复合改性机理及个阶段,确定出型粘结料与型粘结料的固化温度和固化时间,进一步通过剪切、拉拔试验优化得到最佳配方,通过粘结料微观性状分析为其提供结构依据;最后,将复合试件进行界面力学性能与疲劳破坏分析,研究了粘结料类型、洒布剂量、温度及补缝类型等方面对界面应力的影响,在修补复合结构疲劳试验的基础上,建立了考虑循环次数与损伤变量的非线性粘弹塑性疲劳模型,并验证了其合理性与可行性,结果表明粘结料类型、应力比对修补复合梁疲劳寿命影响显著,在应力比为.条件下,型粘结料寿命可达次以上。研究成果有助于进一步认识复杂多变环境条件下,沥青路面坑槽灾变破坏机理,为快速耐久性修补材料开发、性能评价体系的建立奠定基础,对于完善坑槽补后疲劳设计方法,提高沥青路面残余寿命具有重要意义。也可用于指导沥青路面养护,改善道路使用品质,节约养护成本,具有显著的社会经济效益和广泛的推广应用前景。