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我国目前公路和市政两个行业的水泥混凝土路面总里程已经达到23万多公里,早期修建的水泥混凝土路面大都到了或接近其使用年限,目前最常采用的维修方案是在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层,可是沥青加铺层会出现反射裂缝,因此防止和延缓反射裂缝的发生是维修旧水泥混凝土路面的首要问题。应力吸收膜夹层能有效地抵抗温度性反射裂缝,主要用于旧水泥混凝土路面路况较好,板与板之间弯沉差较小的路面,是一种常用的防反措施。应力吸收膜夹层的使用主要是依靠经验方法,国内外对它的理论研究很少,提出的试验方法和评价指标具有很大的局限性。因此本文自行设计了层间剪切测试系统,对应力吸收膜夹层的性能进行了研究和评价。从应力吸收膜夹层的材料组成的角度分析了影响它的路用性能的影响因素。本文取得了如下研究成果:
1.根据产生温度型反射裂缝的机理,本文自行设计了层间剪切测试系统,它能够完成包括等速率剪切、蠕变、松弛、剪切疲劳等多种试验,为研究和评价应力吸收膜夹层的路用性能奠定了试验基础。根据对剪切夹具本身的固有误差和试验结果离散性分析,证明由层间剪切测试系统测得试验数据是可靠和稳定的。
2.层间剪切测试系统的剪切试件的成型工艺模拟了实际的施工过程,真实地反映了应力吸收膜夹层存在的状态。
3.根据应力吸收膜夹层抵抗温度型反射裂缝的原理、应力吸收膜夹层材料的粘弹特性和能量的观点,提出了蠕变速率、松弛时间和破坏能量密度三个评价应力吸收膜夹层抵抗温度型反射裂缝的指标。从利用评价指标评价应力吸收膜夹层的结果来看,蠕变速率、松弛时间指标区分度好、灵敏度高,而能量破坏密度指标在评价时有一定缺陷。
4.基于应力吸收膜夹层材料的组成,分析了沥青种类和撒布碎石粒径对应力吸收膜夹层性能的影响,从中选出较佳的沥青品种,对碎石粒径的大小提出合理的建议,以利于工程上的使用。