孔令云[1]2003年在《玻璃纤维格栅在西北地区路面反射裂缝中的应用与研究》文中进行了进一步梳理反射裂缝问题是西北地区半刚性基层沥青路面病害中一个最为严重的问题，对这一问题已采取了很多措施，例如：使用改性沥青、调整材料级配等，但效果均不理想。根据西北地区气候特征以及路面病害特征，现引入新型材料——玻璃纤维格栅，以解决西北地区路面普遍存在的反射裂缝问题。本文从理论分析、有限元计算以及实验叁个方面入手，应用断裂力学理论论证了玻璃纤维格栅对半刚性基层沥青路面在温度荷载作用下的反射裂缝的作用。在分析计算中，主要考虑基层开裂前和基层开裂后两种情况下的温度应力场，对基层开裂后，裂缝尖端的应力强度因子进行了计算；对基层开裂前的温度应力场进行了室内小梁弯曲实验、劈裂实验、疲劳实验、压缩实验，结合有限元分析结果，论证了基层开裂前的温度应力场及格栅的最佳铺设位置；研究成果在宁夏古王路上进行了验证。分析表明，对西北地区的气候特征而言，采取加铺具有高抗拉强度、低延伸率、高弹性模量、无长期蠕变、热稳定性好、与沥青相容性好、物理化学性质稳定、对沥青混合料集料起嵌锁作用的玻璃纤维格栅作为应力吸收层以吸收半刚性基层裂缝是非常有效的。计算、实验室试验及最终的现场试验表明，对试验路——宁夏古王高速公路而言，采取加铺玻璃纤维格栅来降低温缩型反射裂缝的措施是非常有效的，其铺设位置宜在基层顶。
谢耿[2]2011年在《双绞合钢丝网加筋新老路面结合部应用技术研究》文中研究指明针对老路拓宽改扩建工程中新老路面结合部沥青路面易出现反射开裂、差异沉降及车辙变形等问题,依托浙江省衢州市开化城关(独山)至江西省(白沙关)省际公路K6+000~K6+600段全长600m的老路拓宽工程试验路段,通过大量的室内外试验分析及工程验证,对双绞合钢丝网加筋新老路面结合部的应用技术进行深入研究。1)通过双绞合钢丝网、自粘式玻纤格栅、钢塑复合土工格栅以及聚酯长丝土工布等原材料的物理力学性能试验,结果表明原材料均符合相关规范要求,且双绞合钢丝网的物理力学性能优于其他加筋材料,据此提出了其工程特性与物理力学性能参数。2)通过不同加筋方案的大马歇尔层间结合组合试件的剪切和拉拔试验,结果表明,双绞合钢丝网与未加筋的层间结合性能相当,按层间结合性能的强弱依次排列为未加筋>双绞合钢丝网>自粘式玻纤格栅>钢塑复合土工格栅>聚酯长丝土工布。3)通过车辙、低温弯曲及冻融劈裂试验评价了各加筋沥青混合料的路用性能。结果表明,与未加筋相比,各加筋沥青混合料在抗车辙及低温抗裂性能方面均有显着改善,只有在抗水损害方面有所减弱,双绞合钢丝网总体上具有优良的路用性能,自粘式玻纤格栅次之,钢塑复合土工格栅一般,聚酯长丝土工布较差,由此确定了双绞合钢丝网最佳铺设位置。4)通过确定试验路设计方案,铺筑了试验路,并总结了双绞合钢丝网的施工工艺。为了检验各加筋沥青路面使用效果,对试验路进行了检测。检测结果表明,与未加筋相比,除平整度稍有减弱以外,其他均优于普通的沥青路面。总体上,双绞合钢丝网综合使用性能最佳,自粘式玻纤格栅次之,钢塑复合土工格栅一般,聚酯长丝土工布较差。总之,本研究提出的双绞合钢丝网的物理力学性能参数、最佳铺设位置以及施工工艺等,为双绞合钢丝网加筋新老路面结合部的进一步推广应用提供了合理的科学依据并积累了成功经验。
王军伟[3]2017年在《水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂研究》文中研究表明水泥稳定碎石基层干缩和温缩引起的沥青路面反射裂缝,得到了普遍认可和广泛研究,也得到了有效防治。然而近年来,在沙漠戈壁以及一些炎热地区,却出现了因水泥稳定碎石基层高温拱胀引起的沥青路面拱起开裂病害,严重影响了道路的路用性能和交通安全。本文针对内蒙古额济纳地区水泥稳定碎石基层沥青路面出现拱起开裂的现象,从以下几个方面对水泥稳定碎石基层沥青路面的拱起开裂进行了研究:第一,调查内蒙古额济纳地区的水文、地质、气象资料,监测路面结构层的温度分布,对沙漠戈壁地区水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂进行分析;第二,测定不同级配、水泥剂量、养生龄期、硫酸盐含量的水泥稳定碎石混合料膨胀系数,对水泥稳定碎石混合料的膨胀性进行分析;第叁,根据道路拱起开裂情况和路面结构层温度分布,建立ANSYS有限元模型,从理论上对水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂进行深入的分析,并分析了胀缝间距、水泥稳定碎石混合料膨胀系数和抗压回弹模量对沥青路面拱起开裂的影响;第四,在试验与理论分析的基础上,提出了水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂的防治措施;最后,依托“策达一级路”和“京新高速临白段”,研究了基层设置胀缝对路面拱起开裂的防治效果。调查、试验和理论分析表明,水泥稳定碎石基层在高温条件下的拱胀是沙漠戈壁地区沥青路面出现拱起开裂的主要原因。实验结果表明,水泥剂量越大,水泥稳定碎石混合料的膨胀系数越大;规范推荐的几种水泥稳定碎石基层级配中,C-B-3型的膨胀系数最小,C-B-2型的膨胀系数最大,C-B-1型介于两者之间,骨架空隙型结构OGFC的膨胀系数略小于C-B-1;混合料中粗集料的含量越大,膨胀系数越小。根据ANSYS有限元分析、轴向抗压强度试验以及工程经验可知,当水泥稳定碎石基层因高温拱胀产生的竖向拱起高度大于10cm或者横向应力大于轴向抗压强度时,沥青路面就可能会产生拱起开裂,因此建议基层每100~200m设置一条胀缝,水泥稳定碎石混合料的膨胀系数应控制在1.5×10-5以下,抗压回弹模量应小于2000MPa。
王海玲[4]2010年在《基于纤维增强二灰稳定碎石抗裂性能研究》文中认为随着我国对道路基础建设事业重视程度的加强,等级公路(特别是高等级公路)的建设日新月异。但在道路使用年限内,路面发生早期病害状况严重,其中基层开裂从而诱导面层产生裂缝(又称之为反射裂缝)作为主导因素得到了广泛关注。研究表明,在保持道路材料原有级配的情况下,掺入适量外加材料可有效改善路面裂缝状况。本文考虑到内蒙古地区道路建设实际,以及借鉴国内外相关研究成果,在分析半刚性基层裂缝形成机理的基础上,通过在二灰稳定粒料中掺加聚丙烯和聚酯纤维,对柔性纤维二灰稳定粒料的抗裂性能进行试验研究。主要实现的工作包括:1.采用自制试模对预定级配的二灰碎石混合料的开裂形貌进行测试,试验采用裂纹宽度权值计算裂纹总长度和对裂纹灌入0.075mm砂两种评价方法。通过对掺加纤维组与样本组的对比,确定出长度为19mm的聚丙烯单丝纤维阻裂效果最好并应用于后续工作。2.通过对二灰碎石基层材料掺加纤维与否的基本力学性能进行对比分析,指出二灰掺配比例、纤维掺率和养生龄期的影响规律。测试结果表明:聚丙烯纤维的少量掺入对二灰碎石基层的抗压强度有一定的提高,对劈裂强度的影响不明显,但对抗压回弹模量的降低产生了很大的作用。另外,测试结果反映出纤维对二灰碎石基体材料的改善作用存在一个合理的掺率范围。3.利用千分表对二灰碎石基层材料的干燥收缩特性进行测试,运用正交表安排试验。初步拟定最优水平组合条件为:石灰与粉煤灰的掺配比例为1:2,纤维掺率为2‰,测试时间越接近试件成型时间时,选取各指标所反映的干缩特性越接近期望值。试验确定出测试时间对失水率的影响最为显着。4.根据断裂力学原理,运用K迭加法阐述了聚丙烯纤维对二灰碎石基体材料的抗裂机理。指出由于系列单丝纤维的作用,可有效阻止裂纹的失稳扩展。5.运用有限元软件建立半刚性基层沥青路面结构模型,通过改变二灰碎石基层材料的结构参数,对比普通二灰碎石基层与聚丙烯纤维二灰碎石基层层底拉应力云图。结果表明:聚丙烯纤维的掺加能够有效降低半刚性基层层底拉应力大小。并运用软件对裂尖的形貌进行静态模拟,经分析,裂尖具有应力集中特性,掺加纤维能够降低裂尖的应力、应变场强度,表明纤维对于抵制裂纹的扩展有一定的效果。
参考文献：
[1]. 玻璃纤维格栅在西北地区路面反射裂缝中的应用与研究[D]. 孔令云. 北京工业大学. 2003
[2]. 双绞合钢丝网加筋新老路面结合部应用技术研究[D]. 谢耿. 长沙理工大学. 2011
[3]. 水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂研究[D]. 王军伟. 长安大学. 2017
[4]. 基于纤维增强二灰稳定碎石抗裂性能研究[D]. 王海玲. 内蒙古农业大学. 2010