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高弹多孔路面粘层力学行为及处置技术研究
| 论文题名： | 高弹多孔路面粘层力学行为及处置技术研究 |
| 关键词： | 高弹多孔路面粘层;力学行为;多孔混合料;聚氨酯胶粘剂;路用性能 |
| 摘要： | 随着我国公路建设里程的不断增加，路网的逐渐完善，对路面功能性的要求也越来越高。高弹多孔混合料属于功能性面层材料，具备降噪、排水、除冰等复合功能。该混合料以聚氨酯作为胶粘剂，以砂石和橡胶颗粒为集料，具有弹性高、空隙率大的特点，具备良好的路用性能。目前制约高弹多孔混合料进一步推广应用的问题之一是层间脱粘，进而导致路面发生拥包、推挤等病害。因此，本文针对高弹多孔混合料的粘层力学行为和处置技术展开研究。 首先，本文对高弹多孔混合料的原材料技术指标进行测试，并开展飞散试验和析漏试验，确定了高弹多孔混合料聚氨酯胶粘剂的最佳用量。接着对高弹多孔混合料的高温稳定性、低温抗裂性、抗滑性能、水稳定性开展了研究，结果表明高弹多孔混合料的各项路用性能均满足规范要求。通过动态模量试验对高弹多孔混合料的动态模量进行测试，结果表明相比于沥青混合料，高弹多孔混合料弹性性能突出，减震和降噪的功能优异。 其次，采用ABAQUS有限元软件建立高弹多孔路面三维模型，对面层施加标准荷载和水平荷载，变换面层组合，以层间剪应力和层间拉应力为指标，研究车辆行驶状态、轴重、面层厚度、面层模量、温度对层间力学指标的影响。结果表明，水平荷载对路面层间脱粘的影响最大，此外轴重越大层间应力均随之增大，增加面层厚度可以减小层间应力，温度增加会减小层间剪应力。采用有限元软件和子程序计算了在夏季高温下高弹多孔路面的温度场和温度应力，结果表明高弹多孔路面的温度场和层间温度应力均呈现周期性变化，在15：00左右会出现应力极值，同时层间温度应力与面层厚度呈负相关，与温缩系数、弹性模量呈正相关。 最后，采用乳化沥青作为粘结材料，对比了沥青混凝土路面和高弹多孔路面的层间剪切强度，发现高弹多孔路面的剪切强度低于沥青混凝土路面20%左右。为了获得更好的层间粘结性能，本试验选取了单组份聚氨酯、SBS改性乳化沥青、橡胶改性乳化沥青三种粘结材料，测试三种粘结材料的剪切强度，结果表明单组份聚氨酯粘结强度最高，其次是橡胶改性乳化沥青，最后是SBS改性乳化沥青。通过设置不同工况研究各因素对高弹多孔路面剪切强度的影响，结果表明温度、洒布量、层间污染、浸水、冻融对高弹多孔路面的层间剪切强度均有较大影响。 |
| 作者： | 张林超 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 钟科;何兆益 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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