聚酯玻纤布在高速公路罩面工程中的应用研究

摘要

随着高速公路建设的快速发展，半刚性沥青路面得到了广泛研究和应用。早期修建的高速公路由于车辆荷载、气候环境等因素综合作用下，路面使用性能逐年下降，同时，新修建的半刚性沥青路面也出现了不同程度的早期破坏，其中裂缝是平整度差和路面过早破坏的主要根源之一。为恢复路面的使用性能、提高道路通行能力、延长高等级公路罩面的使用寿命，国内外不同部门进行了大量延缓开缝的设计和技术研究，但防裂效果并不令人满意。如何有效减少裂缝和防止裂缝反射是高速公路建设和管理养护部门面临的难题。为此，开发和研究有效的裂缝防治材料具有重要的工程应用价值。 聚酯玻纤布是玻璃纤维和聚酯纤维的混合物，具有良好的抗拉强度、延伸率低、高温稳定性好、与沥青及沥青混合料的相容性好，施工方便，易回收，同时聚酯玻纤布与沥青复合夹层有良好的防水性能和分散应力集中，聚酯玻纤布具有玻璃纤维的强度及聚酯纤维的韧性。 首先通过一系列室内试验分析了聚酯玻纤布的工程特性；同时研究了聚酯玻纤布复合沥青混合料的粘结性能、抗永久变形性能、低温抗裂性能、加筋强度性能、渗透性能；分别利用MTS和UTM试验系统对聚酯玻纤布复合沥青混合料试件进行应力控制和应变控制的疲劳试验，并引入了能量指标对混合料的疲劳性能进行了对比分析；然后，通过冲击韧性试验、荷载型反射裂缝室内模拟试验研究分析了聚酯玻纤布防治反射裂缝的效果。 最后铺筑了试验路，通过试验路的施工与观测，总结了适合聚酯玻纤布的施工工艺和注意事项，并进行了经济性分析。 本文研究结果表明：针对我国大量高速公路早期破坏利罩面裂缝病害的现况，聚酯玻纤布满足延迟裂缝的发生、缓解裂缝的发展、能有效防止路表面水下渗以及提高路面的使用性能，经济效益良好。因此，聚酯玻纤布这种新型土工合成材料在我国高速公路建设和养护工程中有着广泛的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状及发展趋势

1.2.1国内外研究现状

1.2.2我国土工合成材料发展趋势

1.3主要研究内容

第二章聚酯玻纤布的工程特性

2.1土工合成材料的原材料

2.2聚酯玻纤布的组成及特点

2.3聚酯玻纤布的工程特性

2.3.1聚酯玻纤布的材料特性

2.3.2聚酯玻纤布浸透沥青试验

第三章聚酯玻纤布复合混合料路用性能研究

3.1原材料试验及试验级配

3.1.1原材料性质

3.1.2试验级配

3.2混合料配合比设计

3.3混合料路用性能试验研究

3.3.1粘结性能

3.3.2抗永久变形性能

3.3.3低温抗裂性能

3.3.4加筋强度性能

3.3.5渗透性能

3.4本章小结

第四章聚酯玻纤布复合沥青混合料疲劳特性研究

4.1疲劳试验设计

4.1.1加载控制模式的选定

4.1.2荷载波形与频率

4.1.3试验温度

4.2应力控制(MTS)疲劳试验

4.2.1试件成型

4.2.2疲劳试验结果及分析

4.3应变控制(UTM)疲劳试验

4.3.1试验模型与试件成型

4.3.2试验结果及分析

4.4浸水疲劳试验

4.4.1试验设计

4.4.2试验结果及分析

4.5本章小结

第五章聚酯玻纤布防治反射裂缝研究

5.1概述

5.2反射裂缝现象及形成原因

5.2.1反射裂缝的现象

5.2.2反射裂缝的形成原因

5.3反射裂缝评价方法研究

5.3.1研究方法

5.4.2冲击韧性试验设计

5.4.3试验结果及分析

5.4荷载型反射裂缝力学分析与试验模型设计

5.4.1计算模型、假定及分析方法

5.4.2计算结果与分析

5.4.3试验模型设计分析

5.5荷载型反射裂缝室内模拟试验及结果分析

5.6本章小结

第六章试验路铺筑、施工工艺总结及经济性分析

6.1试验路铺筑

6.1.1原路面状况调查及评价

6.1.2聚酯玻纤布工程实践

6.2施工工艺小结

6.2.1不同处治对象的施工小结

6.2.2施工工艺流程和注意事项

6.3经济效益分析

6.4本章小结

第七章结论与展望

7.1本研究的主要结论

7.2尚待进一步研究的问题

致谢

参考文献

硕士在读期间发表的论文