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垂直振动成型水泥稳定碎石疲劳特性及应用

长安大学学报（自然科学版） 2014年第4期34卷 1-6页

作者：蒋应军曹帆陈浙江方剑长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064 金华市公路管理局浙江金华321000 金华市交通工程质量监督站浙江金华321000

为深入研究水泥稳定碎石疲劳特性,对比了垂直振动法和静压法成型的试件与路面芯样的相关性,采用更符合水泥稳定碎石实际力学性能的垂直振动法成型圆柱体试件,研究其劈裂疲劳特性,分析材料组成对疲劳特性的影响,应用Weibull分布建立水泥... 详细信息

为深入研究水泥稳定碎石疲劳特性,对比了垂直振动法和静压法成型的试件与路面芯样的相关性,采用更符合水泥稳定碎石实际力学性能的垂直振动法成型圆柱体试件,研究其劈裂疲劳特性,分析材料组成对疲劳特性的影响,应用Weibull分布建立水泥稳定碎石疲劳方程,构建抗拉强度结构系数,并与规范推荐系数进行了对比。研究结果表明：水泥剂量较低时骨架密实级配水泥稳定碎石疲劳性能优于悬浮密实级配,水泥剂量增大,级配对疲劳性能的影响变小;水泥剂量对疲劳性能的影响较显著,一定范围内水泥剂量越高抗疲劳性能越好;水泥稳定碎石在50%失效概率下疲劳方程回归系数a的取值范围为1.103 5~1.134 5,b的取值范围为0.041 3~0.045 4;构建的抗拉强度结构系数能够较好地指导路面设计。

关键词：道路工程水泥稳定碎石疲劳特性垂直振动试验方法劈裂疲劳试验抗拉强度结构系数

多孔水泥基混凝土疲劳方程的建立及应用(英文)

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硅酸盐学报 2005年第7期33卷 827-831页

作者：陈拴发郑木莲王秉纲长安大学

作为水泥混凝土或沥青路面基层的多孔混凝土和面层一起受到荷载和温度的反复作用,因此,在路面应力分析和结构设计中需考虑它的疲劳性能。在多孔混凝土小梁弯拉疲劳实验的基础上,通过分析疲劳寿命实验数据的概率分布,得出其疲劳寿命服从... 详细信息

作为水泥混凝土或沥青路面基层的多孔混凝土和面层一起受到荷载和温度的反复作用,因此,在路面应力分析和结构设计中需考虑它的疲劳性能。在多孔混凝土小梁弯拉疲劳实验的基础上,通过分析疲劳寿命实验数据的概率分布,得出其疲劳寿命服从双参数Weibull分布,并依次回归出不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程。根据疲劳方程提出了以多孔混凝土作为水泥混凝土路面下面层应力计算的荷载疲劳应力系数,沥青路面基层层底拉应力验算的抗拉强度结构系数,建立了进行路面结构设计的轴载换算模型。

关键词：道路工程多孔混凝土疲劳方程荷载疲劳应力系数抗拉强度结构系数轴载换算模型

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路面加铺后旧沥青混合料的疲劳性能

东南大学学报（自然科学版） 2008年第3期38卷 516-519页

作者：陈俊黄晓明东南大学交通学院南京210096

针对老路面沥青层在加铺前后的不同受力状态,提出了两级荷载疲劳试验研究加铺后老路面沥青混合料疲劳性能的思路.通过小梁试件的室内两级荷载疲劳试验,获得了几种常用沥青混合料的二次疲劳方程,并在考虑室内与野外疲劳寿命差异的基础上... 详细信息

针对老路面沥青层在加铺前后的不同受力状态,提出了两级荷载疲劳试验研究加铺后老路面沥青混合料疲劳性能的思路.通过小梁试件的室内两级荷载疲劳试验,获得了几种常用沥青混合料的二次疲劳方程,并在考虑室内与野外疲劳寿命差异的基础上,建议方程修正系数取1200.推荐了老路沥青层混合料抗拉强度结构系数供加铺设计参考.研究表明:沥青混合料二次疲劳方程与常规一级荷载疲劳方程具有相同的型式,且两者疲劳曲线的斜率没有变化,但由于一级荷载损伤的不同,二次疲劳曲线的位置有不同程度的下移;推荐的老路沥青层混合料抗拉强度结构系数克服了现有规范中沥青混合料抗拉强度结构系数不能用于老路沥青层底拉应力验算的缺陷,可直接用于加铺层设计或验算.

关键词：道路工程疲劳性能剩余寿命两级荷载疲劳试验二次疲劳方程抗拉强度结构系数

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乳化沥青冷再生混合料结构设计参数研究

公路交通科技（应用技术版） 2016年第7期12卷 53-57页

作者：唐亨山河北省唐山市交通运输局河北唐山063000

乳化沥青冷再生混合料的抗拉强度结构系数(Ks)和轴载换算研究较少,且均为小样本。本文首先搜集143组疲劳数据,建立实验室疲劳方程,并通过考虑荷载间歇时间等四个因素对疲劳寿命进行修正,确定了初次修正;然后利用冷再生混合料与沥青混凝... 详细信息

乳化沥青冷再生混合料的抗拉强度结构系数(Ks)和轴载换算研究较少,且均为小样本。本文首先搜集143组疲劳数据,建立实验室疲劳方程,并通过考虑荷载间歇时间等四个因素对疲劳寿命进行修正,确定了初次修正;然后利用冷再生混合料与沥青混凝土和半刚性材料的相似性,对Ks进行了二次(安全)修正;最后根据确定了轴载换算公式。结果表明,二次修正是初次修正的1.475倍,轴载换算指数为5.72。与半刚性材料相比,冷再生混合料与沥青混凝土疲劳性质更相似,适合用作下面层和上基层,且用于上基层时的厚度较大。用冷再生混合料替代沥青混凝土或半刚性材料时,需要增加厚度。研究结果为冷再生路面的设计提供了进一步依据。

关键词：冷再生路面结构抗拉强度结构系数轴载换算疲劳寿命

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TLA改性沥青混合料疲劳性能研究

TLA改性沥青混合料疲劳性能研究

作者：陈定长沙理工大学

学位级别：硕士

针对目前高等级公路沥青路面的主要病害之一——疲劳破坏,本文依托广东省佛山市一环城际快速干线沥青路面工程,开展了TLA改性沥青混合料的疲劳性能研究,得到以下主要结论:1)根据佛山一环东线DS19标沥青路面表面层的实际工程情况进行了... 详细信息

针对目前高等级公路沥青路面的主要病害之一——疲劳破坏,本文依托广东省佛山市一环城际快速干线沥青路面工程,开展了TLA改性沥青混合料的疲劳性能研究,得到以下主要结论:1)根据佛山一环东线DS19标沥青路面表面层的实际工程情况进行了原材料性能试验、TLA改性沥青混合料和ESSO沥青混合料AC-13C配合比设计和路用性能的检验,以此确定了疲劳试验所用的材料。2)对TLA改性沥青混合料和ESSO沥青混合料进行了疲劳试验。采用四点小梁弯曲疲劳试验和圆柱体间接拉伸疲劳试验评价其疲劳性能。试验采用应力控制模式进行,温度为15℃,加载频率为10Hz,加载波形为正弦波。试验结果表明在各应力比下TLA改性沥青混合料的疲劳寿命是ESSO沥青混合料的1.1～1.8倍。3)进行了TLA改性沥青混合料的疲劳性能分析。分别用应力应变分析法和疲劳能耗分析法分析了试验数据,得出了两种疲劳模型下的疲劳方程和疲劳曲线。通过与ESSO沥青混合料的对比,发现TLA改性沥青混合料疲劳方程N f= Kσ?n中的K值是ESSO沥青混合料K值的12.13～13.68倍,证明了TLA改性沥青混合料较普通沥青混合料的疲劳性能有了很大的提高,具有优良的疲劳性能。此外,对两种疲劳试验方法得出的结果进行了比较,发现间接拉伸疲劳试验大大低估了TLA改性沥青混合料的疲劳性能,于是对其进行了修正,得出了合理的结果。4)考虑室内疲劳试验的条件与实际道路上的情况有很大差异,根据室内试验疲劳方程对TLA改性沥青混合料疲劳寿命进行了预估,得出了疲劳寿命预估方程。并提出了抗弯拉强度结构系数和抗拉强度结构系数,以指导路面结构设计。总之,本文着重进行了TLA改性沥青混合料的疲劳性能研究,得出了合理的结论,希望能为TLA改性沥青混合料的进一步推广应用提供合理的参考。

关键词： TLA改性沥青混合料疲劳性能疲劳试验疲劳方程疲劳曲线疲劳寿命预估抗弯拉强度结构系数抗拉强度结构系数

山区高速公路乳化沥青冷再生混合料疲劳性能研究

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山区高速公路乳化沥青冷再生混合料疲劳性能研究

作者：郭序华重庆交通大学

学位级别：硕士

随着社会经济的快速发展、交通量和车辆载重的增加,导致路面病害越来越多,在90年代以后陆续建成的高速公路已进入大、中修期,目前的高速公路维修方式多为挖除或覆盖,重新铺筑新路面。而挖除的材料基本被废弃,其中沥青发生部分老化外,砂... 详细信息

随着社会经济的快速发展、交通量和车辆载重的增加,导致路面病害越来越多,在90年代以后陆续建成的高速公路已进入大、中修期,目前的高速公路维修方式多为挖除或覆盖,重新铺筑新路面。而挖除的材料基本被废弃,其中沥青发生部分老化外,砂石等材料的功能依然存在。大量的翻挖、铣刨沥青混合料被废弃造成环境污染;另一方面,能源危机成为世界各国发展面临的一个重要问题。在此背景下,沥青路面重复再生利用,显得尤为重要。沥青路面冷再生技术是在20世纪80年代后期,路面冷铣刨工艺的基础上迅速发展起来的一种新技术,目前已成为世界各国道路维修改造的方法之一。本文首先对可回收沥青路面材料(RAP)中的沥青进行了回收和测定,通过筛分,确定了旧料的级配曲线和石料的各项性能。同时,对试验中所用的乳化沥青、水泥以及集料的性能进行了测定。然后,采用修正的马歇尔试验方法进行配合比设计,以劈裂强度、马歇尔稳定度、流值、抗压强度和孔隙率作为评价指标,综合考虑混合料的水泥用量、乳化沥青用量、旧料掺量和总用水量,确定最佳配合比。为研究各因素对劈裂强度的影响,以乳化沥青、水泥和水这三因素进行正交试验设计,分析各因素对乳化沥青冷再生混合料劈裂强度影响的显著性。采用SPSS软件对试验结果进行方差检验,确定各影响因素的显著水平和各水平的作用大小。在试验温度为5℃、15℃和20℃的条件下,进行再生混合料间接拉伸疲劳试验,分析不同含量的乳化沥青、水泥这两因素对间接拉伸疲劳试验结果的影响。利用统计学原理对间接拉伸疲劳试验进行分析,提出疲劳寿命方程和沥青再生混合料疲劳性能预估模型。最后综合考虑各种影响因素,对室内疲劳试验预估方程进行科学合理的修正,转化为实际路面疲劳寿命情况,同时得出了再生混合料的抗拉强度结构系数。

关键词：乳化沥青再生配合比设计应力控制疲劳方程疲劳预估模型抗拉强度结构系数

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厂拌热再生沥青混合料疲劳性能研究

厂拌热再生沥青混合料疲劳性能研究

作者：董玲云重庆交通大学

学位级别：硕士

将废旧沥青混合料再生技术应用于沥青路面建设和养护，不但可以节约材料、费用和能源，还有助于解决废物处理的问题。由于再生沥青混合料成分复杂，且使用过程中承受交通、气候等因素的综合作用，再生路面将出现疲劳破坏。本文依托重庆... 详细信息

将废旧沥青混合料再生技术应用于沥青路面建设和养护，不但可以节约材料、费用和能源，还有助于解决废物处理的问题。由于再生沥青混合料成分复杂，且使用过程中承受交通、气候等因素的综合作用，再生路面将出现疲劳破坏。本文依托重庆市科技攻关项目“废旧沥青混合料循环热再生关键技术及应用研究”，针对两种不同废旧沥青混合料，分析了热再生沥青混合料的间接拉伸疲劳特征，为再生沥青路面的研究提供参考。通过对两种废旧沥青混合料进行的回收和测定，确定了沥青含量和旧料的级配。同时对再生所用的新沥青和集料的性能进行了评测。采用马歇尔设计的方法进行配合比设计，确定RAP质量分数分别为0%、10%、30%、50%的再生AC-16和AC-13混合料的配合比。本文以应力控制沥青混合料疲劳试验研究为基础，采用劈裂强度试验和间接拉伸疲劳试验方法，通过试验提出了再生沥青混合料在不同试验条件下的疲劳方程。并分析RAP质量分数、应力比、温度、模拟老化、不同RAP材料及再生沥青混合料类型等因素对再生沥青混合料劈裂强度和间接拉伸疲劳试验结果的影响。为更好地评价再生沥青混合料疲劳特性的变化规律，提出疲劳寿命比Nf (k/n)和疲劳寿命损失率F（k）的概念。通过分析再生沥青混合料的强度试验结果分析，提出再生沥青混合料的劈裂强度和抗压回弹模量推荐值，并根据疲劳试验结果提出再生沥青混合料疲劳寿命预估模型，同时推荐了再生沥青混合料的抗拉强度结构系数。

关键词：厂拌热再生沥青混合料间接拉伸疲劳疲劳寿命比疲劳寿命损失率疲劳寿命预估抗拉强度结构系数

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半柔性路面材料抗疲劳性能的试验研究

半柔性路面材料抗疲劳性能的试验研究

作者：吴丹重庆交通大学

学位级别：硕士

半柔性路面是一种新型的路面结构形式,它是指在大空隙母体沥青混合料（空隙率高达20%8%）中,灌入以水泥为主要成分的特殊浆剂而形成的路面。半柔性路面其兼顾刚性和柔性两种路面的优点、摒弃两者缺点的路面结构,其在国外得到了广泛的应... 详细信息

半柔性路面是一种新型的路面结构形式,它是指在大空隙母体沥青混合料（空隙率高达20%8%）中,灌入以水泥为主要成分的特殊浆剂而形成的路面。半柔性路面其兼顾刚性和柔性两种路面的优点、摒弃两者缺点的路面结构,其在国外得到了广泛的应用,但在国内,对其研究和应用尚处于起步阶段,因此,对其进行研究具有一定的现实意义。论文在参考国内外相关研究成果的基础上,首先确定满足要求的大空隙母体沥青混合料以及水泥基砂浆配合比;然后通过试验研究,并和普通AC-16沥青混凝土进行对比,表明其具有优良的路用性能;对半柔性路面材料进行四点弯曲疲劳试验,表明半柔性路面材料的疲劳性能优于普通沥青混合料,并得到了置信度90%,存活率95%的疲劳方程。对影响半柔性路面材料疲劳性能的因素进行分析,通过不同频率（10HZ和15HZ）、不同温度（5℃、15℃和40℃）、不同砂浆（普通砂浆和聚合物砂浆）的疲劳试验,对半柔性路面材料的疲劳性能进行评价。通过室内试验得到了半柔性路面材料的设计参数——劈裂强度、抗压回弹模量,以及半柔性路面材料的抗拉强度结构系数。并推荐几种典型的路面结构。

关键词：半柔性路面材料配合比设计四点弯曲疲劳方程抗拉强度结构系数典型结构

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基于VTM水泥稳定碎石设计参数研究

基于VTM水泥稳定碎石设计参数研究

作者：张丙炎长安大学

学位级别：硕士

随着现代交通(交通量大、轴载重等特点)的发展以及施工技术水平的提高,重型击实试验方法和静压成型试件法已逐渐显现出其不适应性,主要表现为试验结果不能反映材料实际性能。而建立在重型击实试验方法和静压成型试件基础上的水泥稳定碎... 详细信息

随着现代交通(交通量大、轴载重等特点)的发展以及施工技术水平的提高,重型击实试验方法和静压成型试件法已逐渐显现出其不适应性,主要表现为试验结果不能反映材料实际性能。而建立在重型击实试验方法和静压成型试件基础上的水泥稳定碎石现行设计参数已难以有效指导设计施工。鉴于此,本文在分析振动试验方法可靠性基础上,开展水泥稳定碎石设计参数研究,具有实际意义。论文首先分析振动压路机和表面垂直振动压实试验仪VVTM的压实机理,并验证了振动击实试验方法(VTM)所确定的最大干密度结果可靠、重现性好等特点以及振动成型方法所成型的水泥稳定碎石试件能够真实反映材料实际物理力学性能;基于振动试验方法,研究水泥稳定碎石抗压强度特性和劈裂强度特性,揭示各因素对水泥稳定碎石力学特性影响规律,并推荐了劈裂强度设计参数的取值范围;基于振动试验方法,研究水泥稳定碎石抗压回弹模量特性,揭示各因素对水泥稳定碎石模量影响规律,推荐了抗压回弹模量设计参数的取值范围;基于振动试验方法成型的圆柱体试件,研究水泥稳定碎石疲劳特性,并应用威布尔分布建立了水泥稳定碎石疲劳方程lgS=lgα-blgN和抗拉强度结构系数Ks=0.70Ne0.043/Ac。研究成果可供沥青路面设计时应用。

关键词：水泥稳定碎石表面振动仪振动试验方法水泥剂量强度特性抗压回弹模量疲劳方程抗拉强度结构系数