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设置横向缩缝的寒区沥青路面低温抗裂性能研究
| 论文题名： | 设置横向缩缝的寒区沥青路面低温抗裂性能研究 |
| 关键词： | 沥青路面;横向缩缝;温缩应力;抗裂性能;极限抗拉强度 |
| 摘要： | 通过对寒区（主要黑龙江省）几条高速公路横向裂缝的调查，发现寒区沥青路面的结构层低温开裂现象是普遍存在的。即便采用了优质的原材料、合理的设计参数以及严格的施工要求等保障措施，仍不能避免低温裂缝的出现，而且一但低温裂缝出现便要等其扩展到一定程度才可以对其进行灌缝等养护操作。事实证明，即使对低温裂缝进行养护修补，仍不能够阻止其再次开裂的发生。 寒区沥青路面由于受到低温的影响而产生温缩裂缝，但同时沥青路面在低温下结构层（沥青面层）强度迅速增大，回弹模量可达到上万兆帕，此种状态下沥青混合料可以视为刚性材料，而低温下的沥青路面可以看做“刚性路面”。作为典型的刚性路面，水泥混凝土路面也面临同样的问题，但其是通过设置横向缩缝的方法顺利解决的。 介于两种路面的相似性，本文对低温下的沥青路面应用弹性薄板理论，在沥青混合料回弹模量、温度收缩系数及基面间摩擦系数与温度的动态关系基础上，得到了寒区沥青路面低温温度应力的计算公式。当已知路面材料的极限抗拉强度时，可以快速得到路面的开裂温度，结合沥青路面的基面间的摩擦系数 K，得到该路面的滑移距离范围，该距离范围即是设置横向缩缝的寒区沥青路面的理论分段距离。结合先进的 ABAQUS软件模拟计算和黑龙江地区的沥青路面实际开裂距离的统计数据，进一步得到修正后的设置横向缩缝的寒区沥青路面分段距离，增加了其理论支持和实际依据。为了更全面得到设置横向缩缝的其他各项参数，本文结合水泥路面温缩缝的参数和美国 SHRP计划中的灌缝相关研究，得到了合理的沥青路面横向缩缝的推荐宽度和深度。 所以，经过以上研究和探索，寒区沥青路面应用弹性薄板理论计算低温开裂温度和开裂间距是可行的，得到的寒区沥青路面的横向缩缝的间距是合理的、缩缝间距和深度是有现实依据的。经过对寒区沥青路面的及时设置的缩缝和填充，避免了后期开裂再灌缝的弊端，理论上使沥青路面混合料与填充材料之间的结合更加紧密融合，降低了沥青路面低温开裂的风险，为解决寒区沥青路面低温开裂提供了新的方法和途径，变被动为主动，增加了沥青路面的路用性能和使用年限。 |
| 作者： | 于腾江 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 张海涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北林业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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