荷载-环境耦合作用下的沥青路面贴缝结构行为及失效机制研究

Crack is one of the main diseases of asphalt pavement. Compared with hot-poured sealant technology, crack seal band has the advantage of high efficiency construction and less secondary diseases. As the technology of crack seal band is gradually used, the technical problem of improving its pavement performance and prolonging its service life is becoming more and more apparent. According to the actuality of durability deficiency, this project plans to conduct research on structural behavior and failure mechanisms of asphalt pavement crack seal band under coupling effects of load and environment, by investigating failure phenomena and traffic climate characteristics, analyzing failure modes, designing performance tester of seal band structure, carrying out structure performance test under coupling effects of load and environment, constructing numerical analysis model of seal band structure, researching dynamic mechanical response law and internal stress-strain characteristics, analyzing failure mechanisms of seal band structure, proposing evaluate indexes of seal band based on structure performance, and carrying on durability research of seal band structure in typical areas. This project can provide theoretical support for improving performance and durability of seal band structure, and it will be useful to develop fast repair technology of asphalt pavement crack in China.

裂缝是沥青路面的主要病害之一，与开槽灌缝技术相比，采用贴缝材料修补裂缝具有施工效率高、次生病害少等优势。随着贴缝技术在国内外的逐步应用，如何进一步提高贴缝材料路用性能，延长贴缝结构使用寿命的技术难题日益凸显。 本项目针对目前沥青路面贴缝材料耐久性不足的现状，拟开展荷载－环境耦合作用下的沥青路面贴缝结构行为及失效机制研究。调研沥青路面贴缝结构的失效现象及交通气候特征，分析归纳失效模式；设计贴缝结构性能实验平台，开展荷载－环境耦合作用下的结构性能实验；建构贴缝结构的数值分析模型，研究贴缝结构的力学响应规律和贴缝材料的应力－应变行为；分析贴缝结构的失效机制，提出基于结构性能的材料评价指标，并在典型地区开展贴缝结构的耐久性实证研究。 项目的研究可为提高贴缝结构的使用性能和耐久性提供理论支撑，有助于我国沥青路面裂缝快速修补技术的发展，具有显著的理论意义和应用价值。

裂缝是沥青路面的主要病害之一，随着贴缝技术在国内外的逐步应用，如何进一步提高贴缝材料路用性能，延长贴缝结构使用寿命的技术难题日益凸显。.本项目针对沥青路面贴缝材料耐久性不足的现状，开展了荷载－环境耦合作用下的沥青路面贴缝结构行为及失效机制研究。调研了沥青路面贴缝材料使用性能、失效现象及环境荷载因素，发现了施工失效、行驶跳车、高温流淌、脱落、低温失效等5种失效模式，分析了失效机理，提出了减缓失效的技术措施；提出了贴缝材料的性能表征方法，包括厚度、宽度、锥入度、软化点、45°弯曲翘曲率、碾压后的厚度、拉拔强度、低温柔性、低温拉伸等9个评价指标，并自主开发了相应的试验仪器；开展了贴缝材料性能试验，提出了贴缝材料的技术要求；建构了含有裂缝的路面三维结构有限元分析模型，开展了温度—荷载耦合作用下路面开裂仿真研究；在国内外开展了贴缝结构的耐久性实证研究。.项目取得成果包括：出版学术专著《沥青路面裂缝处治材料标准体系》；发表论文13篇，其中SCIE数据库收录7篇，EI数据库收录10篇；获得授权专利12件，其中发明专利6件；主编交通运输部行业标准5部；获得中国公路学会科技进步奖一等奖2项。研究成果在国内外开展了大规模的工程示范应用，裂缝处治工程量累计超过800万延米。.项目研究解析了沥青路面贴缝结构的失效机理，为提高贴缝结构的使用性能和耐久性提供理论支撑；建立了完整的沥青路面裂缝处治材料标准体系，为裂缝处治材料的设计与评价提供了关键的技术依据；形成了沥青路面裂缝快速无损处治成套技术，促进了沥青路面裂缝处治技术的发展；研究成果具有显著的理论意义和应用价值。