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半刚性基层沥青路面功能梯度层施工工艺及其作用机理研究
| 论文题名： | 半刚性基层沥青路面功能梯度层施工工艺及其作用机理研究 |
| 关键词： | 半刚性基层沥青路面;功能梯度层;施工工艺;成熟度;早期干缩;层间黏结状态 |
| 摘要： | 半刚性基层沥青路面早期横向裂缝的产生是国内外沥青路面早期病害研究中关注的重要内容之一，主要原因为半刚性基层和沥青混凝土面层两种材料在物理和力学特性上的差异，沥青路面施工规范中也强调了基层养生和层间黏结措施的重要性。早期研究和工程应用中发现了连续施工工艺可有效缓解早期横向裂缝，但是并未量化分析基层温湿度状况和层间黏结状况对减少和延缓早期横向裂缝的作用规律。因此，本文进行了以下研究： （1）针对半刚性基层温湿度变化对早期横向裂缝的影响规律展开了研究，通过对不同温湿度养护条件下水泥稳定碎石材料进行强度试验和干缩变形监测，对比分析了水泥稳定类基层材料的早期干缩应力和强度发展规律。结果表明室内干燥环境下半刚性基层的早期干缩应力在 12h 前就超过了其抗拉强度，而室内湿润环境下的早期干缩应力在4.4 d才超过抗拉强度。说明了良好的早期养护环境可有效减少和延缓基层早期横向裂缝的产生。 （2）通过复合梁弯曲试验对试件各层变形和功能梯度层特征展开研究。采用单点加载弯拉试验装置对复合式中梁试件进行加载，并用应变片监测各结构层的变形特征，对破坏后界面进行铺砂法分析了功能梯度层施工工艺的层间特征。结果表明采用功能梯度层工艺成型试件上下层协同变形，界面处集料嵌挤明显，而常规施工工艺成型试件层间发生受力状态的突变，界面处分层现象明显。说明了功能梯度层施工工艺能有效改善荷载作用下的层间黏结状态。 （3）通过有限元软件对交通荷载作用下沥青路面进行建模，分析了不同层间摩擦系数取值和基层裂缝宽度以及面层厚度对路面力学设计指标的影响规律。结果表明随着层间状态的改善，面层较厚的路面面层底部最大拉应变减小幅度在减小，基层最不利位置处纵向最大拉应力减小幅度也在减小。说明了功能梯度层工艺对低等级面层较薄的路面来说，层间改善作用更大。 |
| 作者： | 肖壮 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 周吴军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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