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正应力条件下的沥青混合料扭转剪切试验方法研究
| 论文题名： | 正应力条件下的沥青混合料扭转剪切试验方法研究 |
| 关键词： | 沥青路面;沥青混合料;扭转剪切;正应力 |
| 摘要： | 随着我国交通运输结构的变化以及交通量、轴载、渠化交通的增加使得高速公路沥青路面产生车辙、荷载型裂缝、推移、拥包等新的病害，产生这些病害的原因主要是沥青路面面层的抗剪性能不足导致。目前道路工作者普遍认识到剪切破坏的严重性，并深入研究沥青混合料的抗剪性能，然而现有试验方法受技术设备的限制无法深入研究，难以得到统一的评价指标。因此，一个能够有效评价沥青混合料抗剪性能的试验方法对于预防和降低路面病害、提高沥青路面使用寿命具有重要意义。 论文通过对国内外评价沥青混合料抗剪性能的试验方法进行总结分析，提出了一种新的正应力条件下的扭转剪切试验方法，并开发了相应的试验装置。其试验原理是通过千斤顶对沥青混合料试件均匀施加正应力，同再通过齿条和齿轮将竖向的力转化成扭矩，使圆柱体试件处于压剪状态，更加符合实际沥青路面受力状态。 在总结强度理论的基础上，利用几何、物理和材料力学的知识对正应力条件下的扭转剪切试验中试件的受力变形特点进行分析，最终推导出适合于本试验方法的沥青混合料抗剪强度计算公式。并通过ANSYS有限元分析沥青混合料试件的剪应力分布和位移变形情况，表明试件破坏状态为剪切破坏，且最大剪应力位于顶部横截面边缘四等分点上。 选择AC-13、AC-20两种常用沥青混合料在不同温度和不同正应力条件下进行正应力条件下的扭转剪切试验，得出随着温度的升高，沥青混合料的抗剪强度急剧降低;另外，抗剪强度与正应力呈线性增长关系。最后根据摩尔-库伦进行线性回归得出混合料的粘聚力c和内摩阻角ψ，将其与三种主流剪切试验方法的结果进行比较，通过分析得出该试验方法是可行的。 对AC-13沥青混合料在不同应力水平、不同正应力等影响因素下进行正应力条件下的扭转剪切疲劳试验，得出沥青混合料的剪切疲劳寿命，且应力水平与剪切疲劳寿命在单对数曲线上呈线性关系，并利用此关系回归出剪切疲劳方程。 |
| 作者： | 汪健伟 |
| 专业： | 交通运输工程（道路与铁道工程） |
| 导师： | 谢军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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