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沥青铺面施工过程土工合成材料热老化研究
| 论文题名： | 沥青铺面施工过程土工合成材料热老化研究 |
| 关键词： | 高等级公路;土工合成材料;沥青路面老化;老化试验;有限元 |
| 摘要： | 近些年来，随着国民经济持续高速发展，高等级公路的建设正以前所未有的发展速度向前推进，同时，在交通条件与环境因素的综合作用下，无论是水泥混凝土路面还是沥青混凝土路面都出现了不同程度的路面裂缝等早期损害现象，大大降低了路面寿命。为此，我国对此进行了广泛深入的研究，经过工程实践检验，证明了利用土工合成材料用于加固路面结构技术的有效性。当前，虽然有大量的成功的工程实例，但国内外都出现一些试验路段加筋失效的情况。而土工合成材料加筋路面的失效，其中一个重要的原因就是土工合成材料老化。 因此，本文首先介绍了土工合成产品的概况、原材料以及老化机理和影响因素。一般来说，由于材料在使用过程中不可避免的要接触氧气，因此老化主要表现为氧化效应。一种是由于热和温度所产生的热氧化，另一种是由于阳光导致的光氧化。沥青加铺层施工过程中，由于沥青及沥青混合料的高温传导及温度场的剧烈变化，必然引起土工合成材料的高温状态及温度场的变化，进而引起土工合成材料老化；而在沥青加铺层施工结束后，由于覆盖的材料隔断了阳光和氧气，土工织物的老化速度将显著减缓，因此其老化主要是施工过程中所铺设的沥青及沥青混合料高温所产生的热老化效应。 本文模拟沥青加铺层施工过程进行土工合成材料的热老化，针对土工织物加固沥青加铺结构的各种作用(加筋、隔离与防渗)，对老化前后的土工合成材料制备了相应的试件，进行了土工合成材料的物理性能的试验(厚度试验)、力学性能的试验(条带拉伸试验、握持拉伸试验、圆球顶破试验、撕裂试验、刺破试验、落锥穿透试验)、水力学性能试验(垂直渗透系数试验)。从试验的结果可知，土工合成材料经过沥青加铺施工老化后，厚度略有增加，各种强度指标(抗拉强度、握持强度、圆球顶破强度、撕裂强度、刺破强度)都有不同程度的增加，土工合成材料的弹性模量也有所增加，延伸率变小。这说明了土工合成材料经过老化后会变脆变硬，韧性变差。土工布经过沥青加铺施工后，试样的渗透系数都有不同程度的增加，说明了土工布的渗透能力会增强，即土工布的防渗透能力会减弱。 本文通过选取工程实例，采取温度荷载的加载方式，对老化前后的土工合成材料加固的旧路加铺沥青路面结构进行有限元计算并对计算结果进行比较，探讨土工合成材料老化前后对加固路面结构效应的影响。 |
| 作者： | 张清平 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 周志刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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