纖維瀝青應(yīng)力吸收層中纖維與瀝青的作用機理研究.pdf

1、剛?cè)釓?fù)合路面是一種長壽命路面結(jié)構(gòu)形式，這種路面結(jié)構(gòu)減少了瀝青的使用量，同時彌補了剛性路面行車舒適度的不足。它剛?cè)嵯酀纳屏说缆返氖褂眯阅?。但這種路面結(jié)構(gòu)中的剛性基層存在施工接縫和原生裂紋缺陷，在復(fù)雜的交通組成和惡劣環(huán)境因素的聯(lián)合作用下，復(fù)合路面會出現(xiàn)很多早期病害，反射裂縫就是其中一種常見病害。纖維瀝青應(yīng)力吸收層技術(shù)可以有效降低、延緩剛?cè)釓?fù)合型路面的反射裂縫，然而然而我國引入這種技術(shù)時間較短，相關(guān)性能及機理研究較少。
　　研究中先

2、以表面能理論為基礎(chǔ)，對纖維、瀝青以及水泥砼切片進行接觸角測量實驗，通過計算粘附功對材料進行優(yōu)選及評價;然后建立了單根纖維有限元接觸模型，模擬單根纖維在基體中的情況，分析纖維-瀝青界面的受力特點;最后，建立纖維織物有限元模型，分析纖維織物整體力學(xué)性能。研究得到主要的結(jié)論如下所示:
　　①4號纖維與瀝青的粘附功最大，往下依次是2號纖維、1號纖維、3號纖維;橡膠瀝青與纖維的粘附功最大，往下依次是SBS改性瀝青、乳化瀝青。所以，在纖維封層

3、這種復(fù)合材料中使用4號纖維和橡膠瀝青更加有利于增強其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、提高其抗裂效果。
　?、谙鹉z瀝青與水泥砼切片的粘附功最大，往下依次是SBS改性瀝青、乳化瀝青。所以選用橡膠瀝青最為纖維封層的膠結(jié)材料可以加強纖維封層與水泥砼面板的粘結(jié)力。
　?、蹖胃w維模型進行受力模擬發(fā)現(xiàn)，ANSYS計算的纖維-瀝青界面的剪應(yīng)力變化趨勢與彈塑性基體模型的相似。
　?、墚斃w維封層受拉達到極限破壞狀態(tài)時，如果纖維過短，纖維將很容易從基體中拔

4、出，纖維的高強性能將得不到充分發(fā)揮，所以為使纖維的強度得到充分利用，其長度宜超過一臨界值;但纖維過長，其分擔(dān)擴散基體應(yīng)力的作用增長不明顯，會造成浪費。所以在纖維瀝青碎石封層的設(shè)計時，應(yīng)選擇合理的纖維長度。
　?、堇w維的增強作用與纖維/瀝青界面的粘結(jié)性能密切相關(guān):界面粘結(jié)太弱，將無法充分發(fā)揮纖維的增強作用，從而導(dǎo)致材料和經(jīng)濟的浪費;粘結(jié)良好的界面不僅可以很好的傳遞應(yīng)力，同時也可以延緩界面的脫粘。所以為了增強材料界面的粘附性能，我們可

5、以合理地選擇纖維封層的組成材料，這也可以有效提高纖維封層的力學(xué)性能。
　?、蘩w維的加入能夠限制、約束瀝青基體的應(yīng)變;纖維端部應(yīng)力集中造成的纖維端部過大的應(yīng)變可能使纖維端部與瀝青基體脫粘，所以纖維端部對纖維封層增強作用的貢獻非常小。
　?、呃w維織物模型中加入短纖維（長度是長纖維的1/6）能夠降低長纖維界面剪應(yīng)力的合力，可以進一步吸收、分散基體應(yīng)力，增強了模型的整體力學(xué)性能。
　　⑧纖維封層中的纖維是二維亂向分布的，應(yīng)力作