新型纤维增强沥青路面的研究
摘要：通过复合材料理论和劈裂试验的比较，确定了含纤维沥青混凝土的劲度模量；利用损伤理论计算了已含表面裂缝沥青路面的疲惫寿
命，探讨了新型纤维增强沥青路面。
关键词：纤维增强沥青路面；复合材料理论；劈裂试验；损伤力学；疲
劳寿命
日益增长的经济建设对道路交通提出了越来越高的要求，围绕减少
道路病害，进步道路寿命的研究为世界各国所重视。沥青路面的设计大
修期为15年，而目前我国的沥青路面往往8年～10年就需要进行检验。
以路面寿命30年计，资料表明这期间用于道路的维修用度几乎即是新建
道路的投资。可见进步公路寿命，延缓检验期至关重要。影响公路质量
重要的因素之一是路面损伤，其中最突出的表现为路面裂缝。本文通过
复合材料理论和劈裂试验的比较，确定了含纤维沥青混凝土的劲度模量
；利用损伤理论计算了已含表面裂缝沥青路面的疲惫寿命，进而探讨了
新型纤维增强沥青路面，具有很高的经济价值。
1含纤维沥青混凝土劲度模量的确定
1．1复合材料理论与计算
当短纤维加到沥青混凝土中，纤维与纤维、纤维与四周基体之间由
于纤维的不连续性而存在着复杂的相互作用，它会明显地影响复合材料
的韧性和破坏过程。那么，短纤维究竟如何影响复合材料的破坏过程？
在这个过程中，纤维究竟起到加筋作用、还是桥联作用即或是二者兼而
有之？很难判定。因此，本文在以为纤维任意分布在混凝土的条件下，
应用复合材料理论，在宏观上和试验的基础上，来确定含纤维沥青混凝土的劲度模
量，并探索了纤维含量的最佳值。国内外目前使用的纤维主要有木质素
纤维、芳纶纤维、玻璃纤维。本文使用芳纶纤维，由于芳纶纤维与沥青
混凝土的粘结性好。纤维和沥青混凝土的材料参数见表1。
由复合材料理论知［1，2］，纤维任意分布的复合材料的有效体积模量
和剪切模量分别为：
k/k0＝1/(1＋cp)
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