纯扭剪切试验在沥青混合料抗剪强度评价中的应用研究

摘要

沥青混合料高温抗剪强度不足是引起沥青路面产生车辙、推移、波浪和拥包等病害的重要原因。本文基于摩尔—库伦强度理论采用一种新的试验方法来评价沥青混合料的抗剪性能。
　　本文首先指出了沥青混合料抗剪强度的重要性，总结了国内外现有评价沥青混合料抗剪强度的试验方法，详细介绍了纯扭剪切破坏试验的设备和方法。纯扭剪切试验采用正方形截面棱柱体沥青混合料试件，通过在试件两端施加纯扭矩使其发生扭转破坏，相应分析了高温条件下沥青混合料的扭转应力状态。
　　纯扭剪切破坏试验能实现沥青混合料在纯剪切应力状态下的破坏，这种应力状态在摩尔—库伦平面上表现为一个圆心在原点的应力圆。本文采用纯扭剪切破坏试验、单轴压缩破坏试验和直接拉伸破坏试验三种试验方法，得到五种沥青混合料在不同加载条件下的破坏强度。根据摩尔—库伦强度理论，由其中任意两种试验都可以得到沥青混合料的抗剪强度参数，三种试验结果理论上可以互相验证。
　　最后，对每种试验的数据进行分析处理并绘制力—位移曲线图，可以直观的看到试验结果的稳定性。沥青混合料纯扭剪切破坏试验和单轴压缩破坏试验操作简单，得到的数据结果比较稳定;相比之下直接拉伸试验结果的准确性比较难控制，这样利用纯扭剪切破坏试验和单轴压缩破坏试验两种试验结果得到的沥青混合料抗剪强度参数相对比较可靠。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 背景

1．1．1 我国公路发展现状

1．1．2 沥青路面的剪切破坏

1．1．3 问题的提出及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 抗剪强度理论研究

1．2．2 抗剪性能试验方法及设备

1．3 研究内容

2 理论分析

2．1 抗剪强度理论

2．1．1 材料强度理论

2．1．2 沥青路面力学分析

2．1．3 沥青混合料结构力学特性

2．2 扭转应力及变形

2．2．1 等直圆杆扭转

2．2．2 等直矩形截面杆扭转

2．2．3 弹性-理想塑性材料扭转

2．3 本章小结

3 试验方案及原理

3．1 研究思路

3．2 沥青混合料纯扭剪切破坏试验

3．2．1 试验设备

3．2．1 试验方法

3．3 沥青混合料单轴压缩破坏试验

3．3．1 试验设备

3．3．2 试验方法

3．4 沥青混合料直接拉伸破坏试验

3．4．1 试验设备

3．4．2 试验方法

3．5 本章小结

4 试验数据结果及分析

4．1 试验材料

4．1．1 沥青

4．1．2 集料

4．1．3 混合料集料级配及基本参数

4．2 纯扭剪切试验沥青混合料的自由扭转长度

4．2 试验结果数据

4．2．1 纯扭剪切破坏试验

4．2．2 单轴压缩破坏试验

4．2．3 直接拉伸破坏试验

4．3 数据分析

4．4 本章小结

5 结论

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢