沥青路面灌缝体系低温失效模式及性能指标研究

灌缝技术作为沥青路面预防性养护技术的重要组成部分，通过开槽灌缝封闭路面裂缝，防止水渗入路面结构内部，被国际上广泛认为是减缓路面病害出现、延长路面使用寿命的有效手段。.本课题针对当前我国沥青路面灌缝体系低温失效现象普遍，灌缝效果不理想的现状，实测典型地区路面裂缝运动量，调研裂缝病害状况和低温气候特征，配合沥青混合料低温线收缩系数研究，建立沥青路面裂缝温缩运动方程；模拟路面极端环境条件进行系列修正粘结试验，预估灌缝体系的低温失效模式，提出灌缝胶的低温性能常规指标；建构多参数粘弹性模型，运用模型的本构方程拟合粘结试验的应力应变曲线，分析灌缝胶的最大松弛比例、松弛时间、弹簧模量等低温粘弹性特征参数，提出灌缝胶的低温性能流变指标。.通过本课题的研究，可建立基于低温失效模式的灌缝胶低温性能指标体系，为灌缝胶的材料研发和性能评价提供科学依据，有助于促进我国灌缝技术的发展。

灌缝技术是沥青路面预防性养护技术的重要组成部分，针对当前我国沥青路面灌缝体系低温失效现象普遍，灌缝效果不理想的现状，本项目进行了以下研究工作：.调研了国内十几条高等级公路沥青路面的灌缝体系，总结了7种主要的失效模式，其中，跑料、粘结失效、断裂失效、侧缝等4种失效都属于低温失效，卷胎属于高温失效，而侧缝、啃边和砂石嵌挤等失效都与原沥青路面混凝土的老化程度相关。.开展了密封胶－沥青混合料界面粘结强度、沥青混合料低温抗裂强度、密封胶内聚力等试验。综合考虑应力应变影响因素，三种低温失效模式出现的概率为：断裂失效<侧缝<粘结失效。根据试验结果，从材料选择、施工工艺等方面提出了防治沥青路面灌缝体系低温失效的综合措施。.根据室内密封胶试验结果，分析了软化点和流动试验的相关性，比较了低温拉伸试件的不同混凝土块的影响，结合现场失效调研和裂缝运动实测结果，提出了加热型密封胶的性能评价体系，并提出基于路用性能的技术要求。.采用三参数固体模型拟合低温拉伸试验数据，结果表明，三参数固体模型的粘弹性特征参数：最大松弛比例和松弛时间，可以评价密封胶的应力松弛能力。为了增强指标的实用性和可操作性，提出了密封胶的标准松弛指数评价指标，该指标可作为评价密封胶低温黏弹性能的一个补充指标。.采用Prony级数形式的广义Maxwell模型对测得的应力历史进行曲线拟合。结果表明，广义Maxwell模型精确描述了试验数据。采用该模型对拉伸和应力松弛过程进行有限元求解，对比数值计算结果与实际试验结果，表明该模型能精确表示密封胶试验过程的应力－应变本构关系。.本项目通过现场失效模式调研、室内低温失效模式预估和低温黏弹性模型拟合等方面的研究，建立了基于低温失效模式的密封胶性能评价指标体系，为密封胶的材料研发和性能评价提供了科学依据，有助于促进我国灌缝技术的发展。