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基于失效特性的沥青路面灌缝材料性能研究
| 论文题名： | 基于失效特性的沥青路面灌缝材料性能研究 |
| 关键词： | 沥青路面;灌缝材料;裂缝修补;失效特性;宽度测量;性能指标 |
| 摘要： | 近年来,沥青路面在大规模建设的同时也出现了各种各样的病害,其中路面开裂是主要的病害形式之一。裂缝的出现会导致水、空气及其它异物进入道路内部引起更严重的破坏。利用灌缝材料对裂缝进行修补是预防道路出现更严重病害、延长使用寿命非常经济有效的方法之一。然而,目前灌缝材料的相关规范规程并不能很好的与其现场性能相结合,为此本文从灌缝失效的机理特性出发,研究灌缝材料为抵抗这些损坏所应具备的性能,并提出相应的评价指标。 裂缝的宽度会随着温度的变化而变化,这是导致灌缝失效的主要原因之一,为此选取了5条横贯道路的裂缝进行了为期一年的宽度测量,经分析裂缝宽度在冬季变化幅度最大。在冬季严寒和夏季高温天气分别选取具有代表性的一天进行裂缝宽度全天测量,结果表明冬季一天内的变化幅度大于夏季一天内的变化幅度,但远小于一年内的变化,并提出了一年中最佳的灌缝时机。 在灌缝材料自身性能方面,研究了灌缝材料的施工性能、低温性能和高温性能。通过旋转粘度试验对灌缝材料的施工性能进行了对比;在灌缝材料低温性能研究中,通过弯曲蠕变试验并根据时温等效原则对比了不同灌缝材料的蠕变速率、蠕变柔量主曲线和松弛模量主曲线;关于灌缝材料的高温性能,采用流动度试验对比材料在特定温度下的流动性能以及动态剪切试验分析不同温度和剪切频率下灌缝材料的复数剪切模量主曲线、相位角、车辙因子等指标。 对灌缝材料与裂缝壁组成的灌缝体系,研究了其界面强度和抗剪切性能。灌缝体系界面强度研究分别从粘附性能和整体强度两方面入手,在表面能理论的基础上通过计算灌缝材料与裂缝壁的粘附功分析了两者粘结时的粘附强度;通过拉拔试验对灌缝体系在不同温度下的整体强度作了比较。为了分析灌缝体系抵抗行车荷载的剪切作用,在不同温度下对不同灌缝体系进行固定变形速率的直接剪切试验,通过测得的最大破坏剪切力和破坏功对比不同灌缝材料与裂缝壁组成体系的抗剪切能力。 通过具体的试验研究表明以上方法对于分析灌缝材料的性能具有一定的指导意义,结果表明一种灌缝材料并不是在各方面都具备良好的性能,在选择灌缝材料时应综合各方面性能并根据实际需要侧重某一方面进行综合对比选择。 |
| 作者： | 于飞 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 冯德成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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