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环氧沥青砂浆力学特性及路用性能研究
| 论文题名： | 环氧沥青砂浆力学特性及路用性能研究 |
| 关键词： | 环氧沥青砂浆;力学特性;路用性能;养护修复;数值模拟;离散元模型 |
| 摘要： | 从细观尺度探求环氧沥青铺装材料性能衰减规律及病害产生机理，可以发现材料本身的薄弱环节，有助于指导材料的设计与养护修复方案的制定。环氧沥青砂浆作为环氧沥青混合料重要的组成单元，其材料力学属性对环氧沥青混合料的使用性能影响很大。而且，由于环氧沥青特有的热固性，用其拌制而成的环氧沥青砂浆作为单一材料也有工程应用的可能。鉴于此，本文以环氧沥青砂浆为研究对象，考虑试验温度、加载方式的不同，对其抗压、弯、拉等基本力学性能以及粘弹性力学行为特性进行研究，并将部分材料参数赋予环氧沥青混合料细观断裂模型进行数值模拟;此外，对环氧沥青砂浆的路用性能也进行了研究。 首先，根据环氧沥青混合料级配对环氧沥青砂浆进行配合比设计，对环氧沥青砂浆进行抗压性能、抗弯拉性能以及间接拉伸性能试验，获得不同组合工况下环氧沥青砂浆的基本力学性能参数;并以间接拉伸试验为例，采用灰色关联法分析材料组成对环氧沥青砂浆力学性能的影响。 其次，基于钢桥面环氧沥青铺装受力模式和特点，分别采用弯曲蠕变试验和动态模量试验，从静态和动态两方面对环氧沥青砂浆的粘弹性力学行为进行研究，得到了不同温度条件下的环氧沥青砂浆粘弹性本构方程的一般表达式，根据时温等效原理，用WLF模型和非线性S形方程建立了环氧沥青砂浆动态模量主曲线。 进而，结合获取的环氧沥青砂浆材料参数，采用离散元软件PFC2D建立了环氧沥青混合料细观断裂模型，实现了低温条件下环氧沥青混合料切口小梁在三点弯曲状态下的断裂数值模拟。与室内试验结果的对比分析，验证了离散元模型的正确性以及材料参数取值的有效性。 最后，为探索环氧沥青砂浆作为一种工程材料，应用于钢桥面铺装修复、道路工程等领域的可行性，一方面，从铺装材料的角度，通过高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能试验对环氧沥青砂浆进行研究;另一方面，从铺装结构的角度，对采用环氧沥青砂浆修复后钢桥面环氧沥青铺装的强度特性和耐久性能进行评价。 |
| 作者： | 宋鑫 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 钱振东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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