瀝青路面水泥冷再生基層疲勞壽命及可靠度分析.pdf

1、冷再生技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用是解決廢舊路面材料的重要措施。將廢舊瀝青混合料和無機(jī)結(jié)合料循環(huán)再生利用，一方面解決了廢舊材料對(duì)環(huán)境的污染，另一方面，用再生廢舊集料代替天然集料，可以減少天然集料的消耗，從而減少對(duì)天然砂石的開采，緩解天然集料日趨匱乏的壓力并降低大量開采砂石材料對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境，這也符合人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求。因此道路冷再生技術(shù)必然將成為公路建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的最重要技術(shù)之一，應(yīng)用前景十分廣闊。
　　目前，

2、冷再生技術(shù)的運(yùn)用關(guān)鍵在于冷再生混合料作為基層能否滿足新路面對(duì)基層的各項(xiàng)路用性能的要求。以往對(duì)冷再生混合料作為基層的路用性能的研究中，重點(diǎn)在于對(duì)冷再生基層材料的強(qiáng)度方面的研究，并得到了許多結(jié)論，但是對(duì)其疲勞性能的研究還不充分。本論文重點(diǎn)既是對(duì)冷再生基層混合料的疲勞性能進(jìn)行研究，并得到一定的研究成果。
　　本文依托遼寧省高速公路管理局的課題《遼寧省瀝青路面冷再生基層材料疲勞性能的試驗(yàn)研究》，以沈營(yíng)線和十大線試驗(yàn)路為研究對(duì)象，對(duì)冷再生基

3、層材料的疲勞性能進(jìn)行系統(tǒng)的研究，并且采用試驗(yàn)與理論相結(jié)合的方法，預(yù)估路面結(jié)構(gòu)材料的疲勞壽命。具體研究?jī)?nèi)容有：利用MTS810液壓伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)，對(duì)相同級(jí)配和水泥劑量的冷再生基層材料的梁式試件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)研究。其中，水泥劑量均為5％，冷再生基層材料中分別加入0％、20％、40％碎石新骨料。通過研究建立這三種冷再生基層材料的疲勞壽命方程，并進(jìn)行疲勞性能分析。論文得出試驗(yàn)材料的疲勞性能最好的是添加40％碎石新骨料的冷再生基層材料，添加20％碎

4、石新骨料的冷再生基層材料次之，相對(duì)最差的是純冷再生基層材料。利用斷裂力學(xué)方法對(duì)冷再生基層材料的疲勞裂紋擴(kuò)展進(jìn)行分析，分析裂紋擴(kuò)展主要控制要素，以Forman公式為基礎(chǔ)，進(jìn)而推導(dǎo)出疲勞壽命預(yù)估方程。分析疲勞方程中參數(shù)的取值方法并給予算例。通過疲勞方程計(jì)算的結(jié)果對(duì)影響疲勞壽命的因素進(jìn)行分析，并將疲勞方程計(jì)算的結(jié)果與通過實(shí)驗(yàn)方法得到的壽命對(duì)比，結(jié)合試驗(yàn)路的實(shí)際情況，說明疲勞方程計(jì)算的方法完全可取并且較為合理。依據(jù)疲勞壽命服從威布爾分布，利用威

5、布爾分布的概率密度函數(shù)推導(dǎo)出威布爾可靠度函數(shù)，利用此函數(shù)分別計(jì)算了實(shí)驗(yàn)條件下、標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下冷再生基層材料的疲勞壽命可靠度。分析試驗(yàn)路情況，結(jié)合可靠度計(jì)算結(jié)果，推薦在冷再生基層材料中摻加碎石量在10％-20％，疲勞性能和疲勞可靠度都較為理想。
　　本文研究結(jié)果表明，冷再生基層材料疲勞壽命可基于Forman公式進(jìn)行理論預(yù)估：摻加碎石的冷再生基層材料的疲勞性能要好于純冷再生材料；摻加20％碎石比純冷再生材料在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，設(shè)計(jì)使用年