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《玄武巖纖維瀝青混合料裂縫擴(kuò)展研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類(lèi)號(hào):學(xué)校代碼:10128UDC:學(xué)號(hào):20151100249碩士學(xué)位論（文學(xué)生類(lèi)別：全日制學(xué)術(shù)型碩士研究生學(xué)科名稱：道路與鐵道工程論文題目：玄武巖纖維瀝青混合料裂縫擴(kuò)展研究英文題目：StudyonCrackPropagationofBasaltFiberAsphaltMixture學(xué)生姓名：李寧寧導(dǎo)師姓名：閆景晨副教授二○一八年六月內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要我國(guó)高等級(jí)公路的路面主要為瀝青路面，由于內(nèi)蒙古自治區(qū)瀝青路面受到季節(jié)性溫差及荷載等因素的作用，瀝青路面中形成的微裂紋會(huì)不斷擴(kuò)展而發(fā)展為宏觀裂紋，最終導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)
2、的破壞。玄武巖是玄武巖纖維的主要組成材料，在我國(guó)儲(chǔ)量豐富。玄武巖纖維不僅可避免傳統(tǒng)纖維用于瀝青混合料的不足，而且可改善其路用性能，避免瀝青路面的早期損害，并且經(jīng)濟(jì)效益可觀，因此玄武巖纖維對(duì)瀝青路面的裂縫開(kāi)裂和擴(kuò)展研究具有重要意義。本論文開(kāi)展了以下的研究工作：（1）本文研究對(duì)象為AC-16瀝青混合料，其粘結(jié)料分別為普通基質(zhì)瀝青和摻加玄武巖纖維的基質(zhì)瀝青，分別確定兩種混合料的瀝青用量、油石比及相應(yīng)砂漿各檔集料的用量，并制得試件。計(jì)算得到兩種混合料的油石比分別為4.9%和5.1%。兩種砂漿的油石比分別為8.6%和8.9%。說(shuō)明玄
3、武巖纖維能吸附部分的瀝青，增加了瀝青的用量，從而增加了混合料和砂漿的油石比；（2）通過(guò)數(shù)碼相機(jī)對(duì)AC-16瀝青混合料半圓試件表面信息進(jìn)行圖像采集；使用Image-ProPlus6.0和R2V軟件對(duì)圖像進(jìn)行一系列的操作，導(dǎo)入到繪圖軟件CAD中建立集料和內(nèi)聚力單元，最后以.sat的格式導(dǎo)入有限元計(jì)算軟件ABAQUS中，形成二維的半圓試件模型的重構(gòu)；（3）本文選用Burgers模型對(duì)普通瀝青砂漿和摻加玄武巖纖維的瀝青砂漿的粘彈性能進(jìn)行對(duì)比分析，集料采用線彈性模型，集料與砂漿的接觸截面采用CZM模型。在有限元ABAQUS模擬中，對(duì)
4、瀝青砂漿粘彈性的定義需要將單軸靜載壓縮蠕變?cè)囼?yàn)得到的蠕變?nèi)崃颗c時(shí)間的關(guān)系曲線，通過(guò)Origin擬合得到Burgers模型中的彈性模量E1、E2和粘性系數(shù)η1、η2四個(gè)參數(shù)值，進(jìn)而將四參數(shù)轉(zhuǎn)化為Prony級(jí)數(shù)。通過(guò)半圓彎拉試驗(yàn)的荷載—位移曲線，說(shuō)明在荷載逐漸增大的過(guò)程中，相同荷載作用下，摻加玄武巖纖維的瀝青混合料的砂漿的豎向位移小于基質(zhì)瀝青混合料的豎向位移，說(shuō)明玄武巖纖維的摻入可以協(xié)調(diào)瀝青混合料的形變。通過(guò)半圓彎拉（SCB）試驗(yàn)獲得的臨界內(nèi)聚力和臨界斷裂能兩項(xiàng)斷裂參數(shù)，并對(duì)內(nèi)聚力模型（CZM）進(jìn)行定義，結(jié)果顯示，玄武巖纖維的
5、摻入使兩項(xiàng)斷裂參數(shù)均明顯提高。通過(guò)對(duì)半圓彎拉試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬得到兩種材料半圓彎拉試件的應(yīng)力云圖，對(duì)比分析說(shuō)明玄武巖纖維在瀝青混合料中能夠有效的分散和傳遞應(yīng)力。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式與有限元模擬對(duì)兩種材料的裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子做對(duì)比，驗(yàn)證有限元模擬時(shí)材料參數(shù)輸入的精確性。在相同荷載作用下，摻加玄武巖纖維的瀝青混合料的裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子小于基質(zhì)瀝青混合料，說(shuō)明玄武巖纖維可以有效的分散裂縫尖端的應(yīng)力的分布，能很好的緩解裂縫的開(kāi)裂；（4）本文通過(guò)掃描電子顯微鏡試驗(yàn)（SEM）對(duì)基質(zhì)瀝青混合料和摻入玄武巖纖維瀝青混合料的微觀構(gòu)造進(jìn)行觀察，
6、定性分析玄武巖纖維在瀝青混合料中對(duì)裂縫開(kāi)裂I內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文的影響。首先通過(guò)觀察玄武巖纖維在瀝青混合料中與瀝青的接觸方式，分析玄武巖纖維與瀝青界面增強(qiáng)效果。其次通過(guò)觀察兩種材料的破壞面和玄武巖纖維的斷口，分析玄武巖纖維對(duì)瀝青混合料的加筋和阻裂效果。最后通過(guò)觀察玄武巖纖維在混合料中的微裂縫處分布狀況，分析玄武巖纖維對(duì)瀝青混合料微裂紋擴(kuò)展的影響。關(guān)鍵詞：玄武巖纖維瀝青混合料；半圓彎拉試驗(yàn)；斷裂力學(xué)；有限元模擬；掃描電子顯微鏡試驗(yàn)II內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThepavementofhighgrade
7、highwayinChinaismainlyasphaltpavement.DuetotheeffectofseasonaltemperaturedifferenceandloadinInnerMongoliaAutonomousregio,themicro-cracksformedintheasphaltpavementwillcontinuetoexpandanddevelopintomacroscopiccracks,eventuallyleadingtothedestructionofthepavementstru
8、cture.Basaltisamainmaterialofbasaltfiber,anditisrichinreservesinChina.Basaltfibercannotonlyavoidthedeficiencyoftraditionalfiberforasphaltmixture,butalso
