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公路养护过程中,采用沥青罩面能够改善旧沥青路面的路用性能,随着使用时间的延长,旧路面的接缝、裂缝处的水平位移会不断扩展,但由于罩面层与旧路面间的粘结作用,使得罩面层的水平位移受阻而在罩面层中产生拉应力,当该拉应力超过混合料的抗拉强度时,罩面层中将出现反射裂缝。反射裂缝作为罩面层的主要破坏形式,会大大降低其使用寿命并增加道路养护成本。由于玻璃纤维格栅具有高模量、高强度、耐高温及耐腐蚀等优点而被广泛应用于沥青罩面层中,用来减缓或抑制反射裂缝。目前,国内外评价反射裂缝室内试验有很多,但是都存在以下两方面问题,首先,试件的几何尺寸偏大,可操作性差,疲劳试验结果的离散性大,其次,采用单调荷载不能模拟真实的交通状况且评价指标单一,基于上述室内试验存在的不足,本文设计一种评价玻璃纤维抗反射裂缝性能的试验方法,利用该试验方法合理选择玻纤格栅、揭示玻纤格栅罩面层的反射裂缝扩展过程、采用新的指标—“破坏速率”评价玻纤格栅抗反射裂缝性能、玻纤格栅在反射裂缝扩展过程中所起的作用及裂缝的扩展机理有重要指导意义。本文首先采用Superpave旋转压实方法测量混合料体积参数,以4%孔隙率作为控制指标,计算出设计孔隙率体积参数,得到试验所需的最佳沥青用量。随后,使用沥青混合料多功能试验机UTM-30进行沥青混合料间接拉伸强度、回弹模量、蠕变试验,并最终测量出沥青混合料强度、回弹模量、蠕变柔量、8)、1值,为后续理论研究和实验分析做准备。基于室内试验评价抗反射裂缝试件几何尺寸大、可操作性差、试件制备困难,因此采用Superpave旋转压实成型复合形试件,试件最大方向的几何尺寸为150mm。其次,通过了复合形小梁试件弯曲试验、疲劳试验,研究横截面积一致尺寸不同的玻璃纤维格栅抗反射裂缝性能影响,结果表明,玻璃纤维格栅横截面积一致时,格栅网孔越密,其跨中挠度、极限破坏荷载、弯曲劲度模量及疲劳次数越高,且几种尺寸格栅都高于控制试件(无格栅)。另外,提出新的评价指标—“破坏速率”表征疲劳试验过程中复合形试件破坏的累计速率,用来评价玻璃纤维格栅抗反射裂缝的作用,且破坏速率越小,玻纤格栅抗反射裂缝性能越好。最后,为了降低疲劳试验结果离散性而开发的CSIC(Composite Specimen Interface Cracking)试件,该方法能有效的降低疲劳试验结果离散性,为评价格栅抗反射裂缝性能及理论研究提供支撑。为了深入了解反射裂缝扩展过程中玻纤格栅所起的作用及格栅与罩面层的断裂顺序,本研究采用HMA断裂力学对裂缝扩展过程进行分析,其假定为:材料的损伤破坏是由材料中所累积的耗散能引起的;并且裂纹的扩展是一个阶梯式过程;通过计算分析,沥青罩面层是先于格栅破坏,其次建立了荷载循环次数和裂缝扩展长度的关系,阐述了反射裂缝扩展全过程。最后,采用ABAQUS有限元软件对室内试验及HMA断裂力学计算结果模拟验证,通过建立模型、选取参数、划分网格、判据损伤、设置格栅及交通荷载,从有限元计算结果和应力云图中得出,罩面层先于格栅断裂;格栅网孔尺寸越小、模量越高抗反射裂缝性能越好;模型破坏全过程与室内试验的结论有良好的一致性;建立荷载循环次数和裂缝扩展长度的关系,并和HMA计算结果对比分析,其误差在可控范围内。因此,在模型参数、网格划分、边界条件等合理选择时,有限元能够对抗反射裂缝性能可靠预估。