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原文传递透水聚酯纤维沥青混合料路用性能和动态响应研究及应用

论文题名：	透水聚酯纤维沥青混合料路用性能和动态响应研究及应用
关键词：	透水沥青路面;混合材料;聚酯纤维;动态响应;路用性能
摘要：	随着交通运输事业的快速发展，沥青路面充分发挥了表面平整、行车舒适、噪音小、无扬尘等优点。但普通沥青路面是不透水的，雨雪天气路面积水无法及时排除，导致路面抗滑性能下降，容易造成交通事故，严重影响行车安全。　　为了提高行车的安全性和舒适性，根据国务院办公厅关于“做好城市排水防涝设施建设工作的通知”，对透水沥青路面材料组成、路用性能和动态响应进行了研究。透水沥青路面采用空隙率18％～25％的沥青混合料修筑，路表水可进入路面横向排出、或渗入至路基内部。论文采用理论分析、室内试验和现场试验相结合的方法，对聚酯纤维掺量为0、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％和0.5％的透水沥青混合料进行了材料组成、水稳定性、高低温性能、压拉性能和动力学特性等研究，并对试验路进行了透水聚酯纤维沥青面层的横向应变、纵向应变和竖向压力等动态响应测试。主要结论如下: 　　(1)矿料级配中2.36 mm、4.75 mm关键筛孔质量百分率是影响透水沥青混合料空隙率的重要因素。2.36 mm关键筛孔质量百分率应选用较小值，而4.75 mm关键筛孔质量百分率最佳值为15％。　　(2)谢伦堡析漏试验结果表明，掺加聚酯纤维能够明显降低透水沥青混合料的析漏损失，减小混合料发生流淌的概率。聚酯纤维掺量每增加0.05％，最佳沥青用量也相应增大。掺聚酯纤维混合料的最佳沥青用量要比不掺聚酯纤维的大。　　(3)分析了聚酯纤维对透水沥青混合料空隙率的影响，发现聚酯纤维的掺入使其空隙率减小。总空隙率、连通空隙率随着聚酯纤维掺量的增加而呈现出先减小后增大的趋势。连通空隙率与总空隙率成线性关系。　　(4)进行了透水聚酯纤维沥青混合料的水稳定性、高温性能和低温抗裂性等路用性能试验。结果表明，聚酯纤维的掺入能改善其路用性能;空隙率是影响透水聚酯纤维沥青混合料路用性能的重要因素，空隙率越大，路用性能越差。聚酯纤维掺量的最佳值为0.4％。　　(5)透水聚酯纤维沥青混合料的单轴抗压强度和劈裂抗拉强度试验结果表明，当聚酯纤维掺量为0.4％时，压拉强度最高，冻融后劈裂抗拉强度明显小于冻融前劈裂抗拉强度。　　(6)研究了透水聚酯纤维沥青混合料的动力学特性，得到了透水聚酯纤维沥青混合料是应变率敏感性材料，具有明显的应变率效应。冲击压缩应力-应变关系曲线分为弹性变形阶段、塑性变形阶段和破坏阶段。动态强度增长因子能够较好反映动态强度相对于静态强度的提高程度。在冲击荷载作用下，透水聚酯纤维沥青混合料出现了裂缝、块裂和碎裂等破坏形态，集料断裂是其动态破坏的主要原因。动力学特性在聚酯纤维掺量0.4％时最优，并随着空隙率的增大而降低。　　(7)现场试验结果表明，透水聚酯纤维沥青面层的横向应变、纵向应变和竖向压力等动态响应随着行车速度的增大而减小;车辆荷载越大，产生的动态响应越大，对面层造成的疲劳损伤也越大;22℃时透水聚酯纤维沥青面层动态响应要比7℃时的大;透水聚酯纤维沥青面层产生的动态响应比不透水沥青面层小。现场质量检测表明，透水聚酯纤维沥青路面表面平整，具有良好的排水性能和抗滑性能。
作者：	吴金荣
专业：	土木工程
导师：	马芹永
授予学位：	博士
授予学位单位：	安徽理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文