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基于多种路用环境下对布敦岩沥青混凝土低温开裂特性的分析

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材料科学与工程学报 2023年第3期41卷 514-521页

作者：闫景晨陈秀楠马炎沛内蒙古工业大学土木工程学院内蒙古呼和浩特010051 中国第七工程局有限公司西南分公司工程部重庆400000

本研究通过冻断试验和三点弯试验分别对五种路用环境下的布敦岩沥青混凝土、基质沥青混凝土和SBS改性沥青混凝土进行低温抗裂对比分析,并通过数值模拟试验从试件损伤和能量耗散两方面进行布敦岩沥青混凝土低温开裂机理研究。结果表明:... 详细信息

本研究通过冻断试验和三点弯试验分别对五种路用环境下的布敦岩沥青混凝土、基质沥青混凝土和SBS改性沥青混凝土进行低温抗裂对比分析,并通过数值模拟试验从试件损伤和能量耗散两方面进行布敦岩沥青混凝土低温开裂机理研究。结果表明:布敦岩沥青混凝土具有比其他两种沥青混凝土更高的转化点温度,但在冻结时的断裂强度和冻断温度略低于SBS改性沥青混凝土,而优于基质沥青混凝土。在低温下,布敦岩沥青混凝土的应变能密度大于基质沥青混凝土,略低于SBS改性沥青混凝土,这表明在基质沥青中掺加适量的布敦岩沥青可以提高其抗温缩开裂性能。另外,布敦岩沥青混凝土在低温条件下弯曲破坏过程中只有少部分塑性变形,应变能以塑性变形的方式耗散较少,主要是通过脆性破坏产生的裂隙耗散。

关键词：布敦岩沥青混凝土低温开裂应变能密度损伤变量离散元

玄武岩纤维复合布敦岩沥青改性沥青混凝土低温开裂特性

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中国科技论文 2023年第6期18卷 637-642页

作者：闫景晨刘松辉王崧内蒙古工业大学土木工程学院呼和浩特010051 内蒙古自治区土木工程结构与力学重点实验室(内蒙古工业大学) 呼和浩特010051

为了探究玄武岩纤维复合布敦岩沥青改性沥青混凝土在寒冷地区的适用性,通过小梁弯曲试验、数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术与低温约束应力试验,对布敦岩沥青混凝土、基质沥青混凝土和玄武岩纤维复合布敦岩沥青改性沥... 详细信息

为了探究玄武岩纤维复合布敦岩沥青改性沥青混凝土在寒冷地区的适用性,通过小梁弯曲试验、数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术与低温约束应力试验,对布敦岩沥青混凝土、基质沥青混凝土和玄武岩纤维复合布敦岩沥青改性沥青混凝土的低温开裂特性进行研究。结果表明:在低温条件下,玄武岩纤维复合布敦岩沥青改性沥青混凝土变形能力强,冻断温度及转化点温度低;较其他2种沥青混凝土损伤因子达到1所需的时间长,裂缝宽度小,关键开裂点出现时间晚。宏细观分析均表明,玄武岩纤维复合布敦岩沥青改性沥青混凝土的低温抗裂性能优异。

关键词：玄武岩纤维布敦岩沥青数字图像相关(DIC) 低温开裂

寒区沥青路面服役性能Ⅰ——低温开裂预测模型

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交通科技与经济 2023年第3期25卷 49-56页

作者：万珊宏马宪永董泽蛟谭婷哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090

为量化道路工程中寒区低温与冻融作用对沥青混凝土开裂的影响,建立寒区沥青路面服役性能模型,为未来低温环境下的路面开裂情况提供参照。建立不同类型沥青的劲度模量预测模型,并依据规范公式修正低温开裂指数预测模型,基于国内实际公路... 详细信息

为量化道路工程中寒区低温与冻融作用对沥青混凝土开裂的影响,建立寒区沥青路面服役性能模型,为未来低温环境下的路面开裂情况提供参照。建立不同类型沥青的劲度模量预测模型,并依据规范公式修正低温开裂指数预测模型,基于国内实际公路数据对比验证其精度;基于LTPP数据库,初选3种代表算法(神经网络、随机森林及支持向量回归算法),建立低温开裂裂缝长度预测模型,对比精度优选出最佳算法。结果表明:基于国内外数据建立的劲度模量预测模型的R 2大于0.99,修正后低温开裂指数预测模型MAPE为13.17%,具有较好预测低温开裂指数的能力。基于神经网络算法所建立的预测模型为最优算法,训练集及测试集的R 2为0.997和0.947,MAPE分别为3.16%和12.96%,精度大于80%,能较好预测低温开裂长度。

关键词：道路工程低温开裂预测模型寒区 LTPP 裂缝长度

沥青混合料低温开裂力学性能半圆弯曲试验分析

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四川水泥 2023年第5期 232-234页

作者：纪丽青州市交通运输局山东潍坊262500

沥青混凝土路面结构具备稳定性高、平整性好、养护方便等优点。然而在严寒环境下,沥青路面极易产生低温开裂病害,对路面结构安全性及耐久性造成影响。对沥青路面低温开裂影响因素和沥青混合料材料组成进行分析,将不同型号沥青和集料拌... 详细信息

沥青混凝土路面结构具备稳定性高、平整性好、养护方便等优点。然而在严寒环境下,沥青路面极易产生低温开裂病害,对路面结构安全性及耐久性造成影响。对沥青路面低温开裂影响因素和沥青混合料材料组成进行分析,将不同型号沥青和集料拌和而成的沥青混合料制作成的半圆弯曲试件进行试验,得到沥青混合料低温开裂力学性能评价结果:单一沥青混合料试件开裂长度、开裂时间并不一致;试件开裂裂缝发展受粗集料的影响程度较大;同种混合料断裂能差异较小,能够更好地评价低温抗裂力学性能。

关键词：沥青路面低温开裂半圆弯曲试验

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沥青路面低温开裂的影响因素分析

东北林业大学学报 2006年第5期34卷 76-77页

作者：董希斌赵熙东北林业大学哈尔滨150040

研究了影响沥青路面低温开裂的主要因素及影响程度。在对试验数据进行整理的基础上,运用灰色关联的方法,分析了各影响因素与沥青路面低温开裂的关联程度。研究表明:沥青混合料的劲度模量对沥青路面低温开裂的影响程度最大,约占17.3%,而... 详细信息

研究了影响沥青路面低温开裂的主要因素及影响程度。在对试验数据进行整理的基础上,运用灰色关联的方法,分析了各影响因素与沥青路面低温开裂的关联程度。研究表明:沥青混合料的劲度模量对沥青路面低温开裂的影响程度最大,约占17.3%,而沥青感温性、沥青混合料收缩系数、面层厚度、基层类型、降温速率、路龄的影响程度约占13.5%、13.9%、13.1%、14.1%、14.0%和13.9%。

关键词：沥青路面低温开裂影响因素灰色关联

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半刚性基层沥青路面低温开裂成因研究综述

中外公路 2020年第4期40卷 62-67页

作者：叶向前邹晓翎何虹霖曾涛重庆交通大学土木工程学院重庆市400074

半刚性基层沥青路面低温开裂一直是沥青路面的主要病害之一,也是国际学术界研究的重点内容。考虑到此种类型路面结构在中国的广泛应用,该文对半刚性基层沥青路面低温开裂的相关研究成果进行了综述,在分析路面低温开裂机理的基础上,从设... 详细信息

半刚性基层沥青路面低温开裂一直是沥青路面的主要病害之一,也是国际学术界研究的重点内容。考虑到此种类型路面结构在中国的广泛应用,该文对半刚性基层沥青路面低温开裂的相关研究成果进行了综述,在分析路面低温开裂机理的基础上,从设计、施工、运营3个阶段分析了各因素对半刚性基层沥青路面低温开裂的影响,为预防和控制沥青路面低温开裂提供借鉴与思考。研究发现,对各阶段的影响因素进行合理的控制能够改善路面的低温抗裂能力,减少路面低温开裂病害的发生。

关键词：半刚性基层沥青路面低温开裂机理分析控制因素细观力学行为

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纤维沥青混凝土低温开裂的分形研究

重庆交通大学学报（自然科学版） 2009年第3期28卷 537-542页

作者：吴国雄李亮胡敢峰重庆交通大学土木建筑学院重庆400074

纤维对沥青混凝土裂缝具有抑制作用,同时,纤维沥青混凝土开裂具有分形特征,为此,通过观察在温度、荷载作用下不同纤维含量的沥青混凝土的开裂情况并提取相应的裂缝分布,应用分形维数来研究纤维沥青混凝土在低温时裂缝的生长情况,建立温... 详细信息

纤维对沥青混凝土裂缝具有抑制作用,同时,纤维沥青混凝土开裂具有分形特征,为此,通过观察在温度、荷载作用下不同纤维含量的沥青混凝土的开裂情况并提取相应的裂缝分布,应用分形维数来研究纤维沥青混凝土在低温时裂缝的生长情况,建立温度、荷载与分形维数之间的关系,从而通过分形维数的变化规律,描述纤维沥青混凝土裂缝生成及扩展过程,为纤维沥青混凝土的开裂研究提供了一种新的思路。

关键词：纤维沥青混凝土低温开裂裂缝提取分形特征分形维数

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基于二维离散元法的沥青混合料低温开裂研究

公路 2021年第3期66卷 299-303页

作者：夏怡邹飞贵州宏信创达工程检测咨询有限公司贵阳市550014 贵州省交通运输厅贵阳市550003

基于离散元软件PFC2D建立沥青混合料半圆弯拉试验数值模型,该模型开展半圆弯拉试验的模拟和分析,通过试验和模拟中荷载峰值对比,验证了模型的合理性与科学性,分析了沥青混合料空隙率、级配类型对断裂韧性的影响以及不同级配拉压力链与... 详细信息

基于离散元软件PFC2D建立沥青混合料半圆弯拉试验数值模型,该模型开展半圆弯拉试验的模拟和分析,通过试验和模拟中荷载峰值对比,验证了模型的合理性与科学性,分析了沥青混合料空隙率、级配类型对断裂韧性的影响以及不同级配拉压力链与断裂特性之间的联系。研究表明:纯I型断裂模式下,AC-5断裂韧性受空隙率影响较大,空隙率较低的沥青混合料具有较好的抗低温受拉开裂性能。其抗断裂能力与最大公称粒径成正相关,集料粒径对沥青混合料的混合断裂行为有显著影响,AC-13具有较高抗裂性。另外,接触拉压力链能够较好地表征混合模式下低温沥青混合料开裂特性与受力分布之间的联系。

关键词：沥青混合料半圆弯拉试验低温开裂离散元模型断裂韧性

高寒地区沥青路面低温开裂机理及防治措施研究

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高寒地区沥青路面低温开裂机理及防治措施研究

作者：刘道坤重庆交通大学

学位级别：硕士

低温开裂作为高寒地区沥青路面的主要病害,不仅破坏了路面的连续性和美观性,而且水分会沿着裂缝下渗,在冻融循环的作用下产生松散、网裂、沉陷等病害,更为严重的将会使基层软化,导致路面承载能力下降,降低路面的使用寿命。高寒地区沥青... 详细信息

低温开裂作为高寒地区沥青路面的主要病害,不仅破坏了路面的连续性和美观性,而且水分会沿着裂缝下渗,在冻融循环的作用下产生松散、网裂、沉陷等病害,更为严重的将会使基层软化,导致路面承载能力下降,降低路面的使用寿命。高寒地区沥青路面低温开裂的产生受到路面结构、材料、外界环境、降温等多种因素的影响,尤其是高寒地区寒潮的到来引发的短时间内路面开裂破坏现象尤为普遍,使得其产生的原因较为复杂,而已有研究多针对非高寒地区或温度循环对路面疲劳裂缝的影响,较少考虑高寒地区特殊气候条件寒潮或寒流降温的作用。因此,开展高寒地区沥青路面低温开裂机理及防治措施的研究是很有必要的,可为高寒地区沥青路面结构设计、材料选择、低温开裂防治提供理论依据和参考,具有重要的实际工程应用价值。本文以高寒地区沥青路面低温开裂为研究背景,在对高寒地区环境特征分析的基础上,通过有限元软件ABAQUS建立高寒地区温度骤降下的沥青路面温度场模型及温度应力模型来分析沥青路面低温开裂机理;借助小梁低温弯曲试验,研究不同沥青、级配及添加纤维对沥青混合料低温抗裂性的影响,并从材料选择、结构设计、施工控制等方面给出低温开裂的防治措施。主要研究内容如下:(1)高寒地区环境特征及路面典型病害分析通过文献查阅及“中国气象数据网”相关气象数据,对以西藏地区为代表的高寒地区地理气候特征、路面结构及材料、路面典型病害类型及成因进行了调查和分析,为温度场及温度应力模型的建立奠定基础。(2)建立高寒地区沥青路面低温开裂分析模型讨论ABAQUS建模过程中,计算模型、分析工况、路面结构及材料参数、路面初始温度场、边界条件的确定过程,由此建立高寒地区沥青路面温度场及温度应力分析模型。(3)高寒地区沥青路面低温开裂机理分析在分析高寒地区沥青路面低温开裂影响因素的基础上,从路面结构因素、材料因素及环境因素三个方面分析其对降温过程中沥青路面温度场及温度应力的影响规律,以揭示高寒地区沥青路面低温开裂的机理。(4)高寒地区沥青路面低温开裂防治措施研究以小梁低温弯曲试验为基础,研究了AC-13、SMA-13级配,基质沥青、SBS改性沥青、橡胶沥青及添加聚酯纤维对沥青混合料低温抗裂性的影响,并从材料选择、结构设计、施工控制方面给出了高寒地区沥青路面低温开裂的防治措施。

关键词：高寒地区沥青路面低温开裂温度场温度应力防治措施