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新型纖維增強瀝青路面的研究

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新型纖維增強瀝青路面的研究
摘要:透過複合材料理論和劈裂試驗的比較,確定了含纖維瀝青混
凝土的勁度模量;利用損傷理論計算了已含表面裂縫瀝青路面的疲憊壽
命,探討了新型纖維增強瀝青路面。
關鍵詞:纖維增強瀝青路面;複合材料理論;劈裂試驗;損傷力學;疲
勞壽命
日益增長的經濟建設對道路交通提出了越來越高的要求,圍繞減少
道路病害,進步道路壽命的研究爲世界各國所重視。瀝青路面的設計大
修期爲15年,而目前我國的瀝青路面往往8年~10年就需要進行檢驗。
以路面壽命30年計,資料表明這期間用於道路的維修用度幾乎即是新建
道路的投資。可見進步公路壽命,延緩檢驗期至關重要。影響公路質量
重要的因素之一是路面損傷,其中最突出的`表現爲路面裂縫。本文透過
複合材料理論和劈裂試驗的比較,確定了含纖維瀝青混凝土的勁度模量
;利用損傷理論計算了已含表面裂縫瀝青路面的疲憊壽命,進而探討了
新型纖維增強瀝青路面,具有很高的經濟價值。
1含纖維瀝青混凝土勁度模量的確定
1.1複合材料理論與計算
當短纖維加到瀝青混凝土中,纖維與纖維、纖維與四周基體之間由
於纖維的不連續性而存在着複雜的相互作用,它會明顯地影響複合材料
的韌性和破壞過程。那麼,短纖維究竟如何影響複合材料的破壞過程?
在這個過程中,纖維究竟起到加筋作用、還是橋聯作用即或是二者兼而
有之?很難判定。因此,本文在以爲纖維任意分佈在混凝土的條件下,
應用複合材料理論,在宏觀上和試驗的基礎上,來確定含纖維瀝青混凝土的勁度模
量,並探索了纖維含量的最佳值。國內外目前使用的纖維主要有木質素
纖維、芳綸纖維、玻璃纖維。本文使用芳綸纖維,由於芳綸纖維與瀝青
混凝土的粘結性好。纖維和瀝青混凝土的材料參數見表1。
由複合材料理論知[1,2],纖維任意分佈的複合材料的有效體積模量
和剪切模量分別爲:
k/k0=1/(1+cp)