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本文依托辽宁省高速公路管理局的课题《辽宁省沥青路面冷再生基层材料疲劳性能的试验研究》,以沈营线试验路为研究对象,对冷再生基层材料的疲劳性能进行系统的试验研究,并且采用试验与模拟相结合的方法研究和预测路面结构材料的疲劳寿命。具体研究内容有:(1)采用两种RAP材料进行路用性能试验,一种为只含面层的RAP材料(简称RAP-S型材料),另一种为含有面层和基层的RAP材料(简称RAP-P型材料)。通过对两种材料进行无侧限抗压强度、劈裂强度及抗压回弹模量试验,总结其强度性能与刚度性能随稳定剂剂量和养生龄期的变化规律,从强度和刚度方面分析了冷再生材料和常规半刚性材料之间差异。(2)在相同级配和水泥剂量下,利用MTS810液压伺服疲劳试验机对RAP-P型冷再生基层材料的梁式试件进行疲劳试验研究。其中,水泥剂量均为5%,冷再生基层材料中加入碎石新骨料的比例分别为0%、20%、40%。通过研究建立几种冷再生基层材料的疲劳寿命方程,并进行疲劳性能分析。论文得出试验材料的疲劳性能依次为:添加40%碎石新骨料的冷再生基层材料>添加20%碎石新骨料的冷再生基层材料>纯冷再生基层材料;但随着应力水平的降低冷再生材料的疲劳性能明显降低。(3)运用ABAQUS有限元分析软件对相同路面结构的冷再生基层与常规半刚性基层沥青路面进行路面结构分析,得出冷再生基层底面的拉应力小于常规半刚性基层。(4)将疲劳试验结果和沥青路面结构分析结果导入nsoft疲劳分析软件中,发现纯冷再生基层的疲劳寿命小于含有碎石的冷再生基层材料。(5)通过疲劳试验结果推算试验材料的容许拉应力与荷载作用次数对数的线性方程,方程表明,随荷载作用次数的增加,纯冷再生基层材料的容许拉应力值减小较含有碎石的冷再生基层材料快,说明纯冷再生基层材料的疲劳性能劣于含有随时的冷再生基层材料。(6)在疲劳试验研究结果的基础上,本文对相同路面结构的纯冷再生基层和常规半刚性基层沥青路面进行疲劳寿命分析,研究结果表明,纯冷再生基层沥青路面的疲劳寿命明显小于常规半刚性基层沥青路面结构。(7)对沈营线试验路进行疲劳寿命分析,并与实际疲劳寿命对比,发现实际疲劳寿命小于理论计算值,主要是由于施工方法和施工质量的不合理导致实际的疲劳寿命下降。本文研究结果表明,水泥稳定冷再生基层材料属于半刚性基层材料。但是冷再生基层沥青路面的疲劳寿命要低于常规半刚性基层沥青路面结构。