傳導(dǎo)型瀝青混凝土的流變特性與疲勞研究.pdf

1、傳導(dǎo)型瀝青混凝土是指向普通的瀝青混凝土中摻入傳導(dǎo)相填料(石墨和碳纖維等)使其具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能的一種新型瀝青混凝土，利用其電熱效應(yīng)可進(jìn)行路面除雪化冰，以保障雪天行車安全。
　　 由于石墨粒徑小、吸油能力強(qiáng)及其潤(rùn)滑作用加上碳纖維的加筋增強(qiáng)作用，二者摻入瀝青混合料后可能會(huì)對(duì)瀝青混凝土諸多性能，特別是高溫抗車轍能力和抗疲勞能力產(chǎn)生影響。因此，為了使傳導(dǎo)型瀝青混凝土應(yīng)用于實(shí)體工程中，有必要對(duì)其力學(xué)性能加以研究。本文圍繞傳導(dǎo)型瀝青混凝土的

2、流變性能和疲勞特性開展試驗(yàn)研究，建立相應(yīng)的流變和疲勞模型，以為其路面結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算提供一些材料力學(xué)參數(shù)。
　　 本文采用動(dòng)態(tài)模量和單軸靜態(tài)蠕變?cè)囼?yàn)方法，分析了傳導(dǎo)型瀝青混凝土的流變性能。通過(guò)不同溫度(-10℃-60℃)和不同頻率(0.1Hz-25 Hz)下的動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)，建立了傳導(dǎo)型瀝青混凝土的動(dòng)態(tài)模量主曲線。試驗(yàn)結(jié)果表明傳導(dǎo)型填料的摻入提高了瀝青混凝土抵抗永久變形(車轍)的能力，但增加了瀝青混凝土的低溫模量，導(dǎo)致瀝青混凝土的低溫

3、柔性下降，脆性增大；根據(jù)動(dòng)態(tài)模量主曲線的時(shí)-溫平移因子可知，傳導(dǎo)填料的摻入改善了瀝青混凝土的溫敏性。
　　 60℃單軸靜態(tài)蠕變和高溫車轍試驗(yàn)結(jié)果表明使用Burgers模型可較好的解釋傳導(dǎo)瀝青混凝土粘彈性行為，傳導(dǎo)型填料的添加明顯提高了參量E1，E2，η2的值，但是對(duì)參量η1并沒(méi)有顯著的影響；傳導(dǎo)型填料(石墨和碳纖維)的加入提高了瀝青混凝土的高溫抗車轍性能。
　　 本文采用小梁四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)對(duì)傳導(dǎo)型瀝青混凝土的疲勞特性進(jìn)

4、行研究，在已有的三種疲勞模型，如應(yīng)變或者應(yīng)力的疲勞模型、應(yīng)變/應(yīng)力和勁度的疲勞模型和耗散能疲勞模型的基礎(chǔ)上，利用非線性最小二乘法擬合疲勞試驗(yàn)結(jié)果，并以此來(lái)評(píng)估其疲勞性能。試驗(yàn)結(jié)果表明：根據(jù)應(yīng)變/應(yīng)力的疲勞模型分析，傳導(dǎo)型填料的摻入降低了瀝青混凝土的疲勞壽命；根據(jù)應(yīng)變/應(yīng)力和勁度的疲勞模型，應(yīng)變和初始勁度的增加都會(huì)造成疲勞壽命的減??；在低溫下(5℃)，傳導(dǎo)型填料的摻入，使得瀝青混凝土隨著初始勁度模量的增加，疲勞壽命下降趨勢(shì)更明顯；而在中溫