集料—瀝青膠漿界面粘結(jié)特性研究

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1、碩士學(xué)位論文集料-瀝青膠漿界面粘結(jié)特性研究THEBONDINGCHARACTERISTICRESEARCHOFAGGREGATE-ASPHALTMORTARINTERFACE王元哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年7月國內(nèi)圖書分類號:U416.217學(xué)校代碼:10213國際圖書分類號:625.7密級:公開工程碩士學(xué)位論文集料-瀝青膠漿界面粘結(jié)特性研究碩士研究生:王元導(dǎo)師:董澤蛟教授單麗巖副教授申請學(xué)位:工程碩士學(xué)科:交通運輸工程所在單位:交通科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期:2015年7月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:U416.217U.D.C:625.7Dissert

2、ationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEBONDINGCHARACTERISTICRESEARCHOFAGGREGATE-ASPHALTMORTARINTERFACECandidate:WangYuanSupervisor:Prof.DongZejiaoAssoc.Prof.ShanLiyanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:CommunicationandTransportationEngineeringAffiliation:SchoolofTransporta

3、tionScienceandEngineeringDateofDefence:July,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要瀝青混合料是由瀝青膠漿、粗集料、細(xì)集料以及隨機分布的孔隙所組成的混合物,集料-瀝青膠漿界面作為薄弱處,研究界面粘結(jié)特性是很有必要的。已有規(guī)范中測瀝青和粗集料的粘附性為定性表征,人為因素影響比較大;對于定量的表示方法,多為測定集料-瀝青界面的抗拉或抗剪能力,而實際行車荷載中,界面受力模式為混合態(tài),因此如何定量地并接近實際地表征界面粘結(jié)特性成

4、為道路工作者亟待解決的問題。考慮瀝青混合料實際受力模式,本文從靜態(tài)和動態(tài)兩個角度研究集料-瀝青膠漿界面粘結(jié)特性。首先,通過室內(nèi)試驗獲取原材料基本性質(zhì),確認(rèn)所選用原材料性能滿足規(guī)范要求。基于頻率掃描試驗得到不同粉膠比瀝青膠漿在不同接觸條件下的粘彈特性,基于粘彈性材料內(nèi)部特征時間理論,分析并獲得瀝青膠漿在不同接觸條件下的最佳粉膠比。設(shè)計一種可以在拉剪混合模態(tài)下測定集料-瀝青膠漿界面破壞強度的試驗裝置,通過拉拔試驗獲取不同集料-瀝青膠漿組合在不同拉伸角度下的最大應(yīng)力值。其次,考慮界面處主要因素,對集料-瀝青膠漿界面層界進(jìn)行簡化,進(jìn)而得到其界面力學(xué)模型。通過ABAQUS軟件建立拉拔試驗

5、有限元模型,在模型中預(yù)先指定裂縫,將數(shù)值模擬中應(yīng)力隨時間變化情況與試驗情況對比,驗證模型的合理性。根據(jù)界面力學(xué)裂紋裂尖應(yīng)變能密度變化情況,分析得到集料-瀝青膠漿界面斷裂準(zhǔn)則,結(jié)合有限元模型中界面處應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng),獲得不同集料-瀝青膠漿組合下界面斷裂準(zhǔn)則中參數(shù),分析靜態(tài)條件下界面粘結(jié)特性。最后,基于粘彈性材料自身流變特性,由應(yīng)變掃描試驗確定瀝青膠漿線粘彈范圍,在線粘彈范圍內(nèi)選取疲勞試驗荷載值,結(jié)合疲勞試驗中瀝青膠漿在不同接觸條件下粘彈參數(shù)變化規(guī)律,提出集料-瀝青膠漿界面疲勞評價指標(biāo),分析動荷載下界面粘結(jié)特性。借助AFM觀察集料-瀝青膠漿界面納觀結(jié)構(gòu),由三維形貌揭示其界面行為。本研究

6、得到了靜態(tài)條件下集料-瀝青膠漿界面在混合模式下的斷裂準(zhǔn)則,這可作為以后數(shù)值模擬中界面失效的判斷準(zhǔn)則,此準(zhǔn)則中受力模式與實際路面更接近;由界面疲勞評價指標(biāo)可更直觀地得到動荷載下界面粘結(jié)特性。關(guān)鍵詞:界面力學(xué)模型;斷裂準(zhǔn)則;界面疲勞;粘結(jié)特性-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractAsphaltmixtureisconsistofasphaltmortor,aggregateandtheporosityoftherandomdistribution,aggregate-asphaltmortarinterfaceasaweaklink,itisnecessarytost

7、udytheinterfacebondingproperties.Theadhesionofasphaltandcoarseaggregateischaracteredqualitativelyintheexistingspecifications,itisinfluencedstronglybyhunmanfactors.Fortherepresentationofquantitativemethods,mostteststhetensileorshearcapacityofasphalt

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