_格栅加筋沥青路面作用机理及抗车辙能力研究(4)

东南大学硕士学位论文 第二章 格栅基本性能的研究

图2.5 CE131格栅温缩系数曲线

从图2.5可以看出，随着温度的升高，格栅的线温缩系数有所降低，总的来说，在整个温度区间温缩系数是比较均匀的，另外可以得出，GG2000-II格栅比CE131格栅温缩系数小。 §2.2 格栅材料的力学性能研究

目前国内外关于格栅力学性能的研究主要包括：抗拉强度、弹性模量、延伸率及蠕变特性。本文亦从这个方面着手，研究不同温度、不同加载速率下的格栅力学性能，以了解格栅不同的适用范围。 §2.2.1 格栅抗拉强度的测试

格栅的抗拉强度和应变是主要的力学特性，在工程应用中，大多要涉及这种特性，也要求格栅具有一定的抗拉强度，因而格栅的抗拉强度是最基本的必不可少的指标。国内外对于抗拉强度的定义是统一的，均为单位宽度内格栅所能承受的最大抗拉力（KN/m）。由于试验条件等原因，实际上多数采用测试1根或几根主筋的抗拉力来求得格栅的抗拉强度。

合理测试抗拉强度的方法应为：

（1）应尽量消除格栅拉伸时出现的“颈缩”现象，使试验结果尽可能接近实际情况；

（2）应有合理的加载速率； （3）应有较理想的夹具形式 §2.2.1.1 试验夹具的选定

采用如图2.6 所示的夹具，这种夹具使试件在夹具内不打滑，同时又不会夹坏试件。

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图2.6 夹具示意图

§2.2.1.2 试件承拉主筋数的选定

常温下，选用1根主筋、2根主筋、3根主筋（如图2.4），分别测得其抗拉力，如表2-3所示

表2-3 格栅不同主筋根数的抗拉力

格栅型号 主筋根数 1 CE131 2 3 径向 1 纬向 2 GG2000-II 3 纬向 径向 纬向 1399 3715 2233 径向 714 2503 抗拉力（KN） 172 330 560 1234 由表2-3可以看出，格栅抗拉力基本上随着主筋根数的增加成比例增加，故在下面试验中可选取2根主筋进行测试。如图2-7所示。格栅抗拉强度可通过下式计算：

Ts＝n2Pf /n1 (2-2)

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Ts —— 抗拉强度（KN/m） Pf —— 测试的最大抗拉力（KN） n1 —— 试件承拉主筋数

n2 —— 试件单位宽度内承拉主筋数

图2.7 主筋受拉试件

§2.2.1.3 试验速率的确定

参考国内外土工织物、聚合物抗伸试验的速率，本次试验速率取为V=50mm/min。

§2.2.1. 4 试样数量选定

为使试验结果具有均匀性、代表性，试样数量选取不少于6个。 §2.2.1.5 抗拉强度测试

聚合物材料的拉伸强度随温度不同，有较大的变化。此外沥青混合料为温度敏感性材料，不同温度下的抗拉强度不同。因此，分析格栅在不同温度下的抗拉性能，能更好地分析、探讨其与沥青混合料共同工作的适用性。

测试了不同温度下（25℃~130℃）格栅的抗拉强度，抗拉强度由拉力机读取，如表2-4所示：

表2-4 不同温度下格栅的抗拉强度

格栅型号 CE131 温度(℃) 抗拉强度25℃ 40℃ 50℃ 60℃ 70 90℃ 110℃ 5.85 5.23 4.84 4.24 3.84 3.26 2.45 (KN/m) 抗拉强GG2000-II 径向 纬向 62.4 58.5 58.3 57.6 55.4 53.2 51.1 度34.1 34.3 33.9 33.7 32.5 31.6 31.3 (KN/m) 由表中可以看出，随着温度升高，CE131格栅的抗拉强度显著降低，而

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GG2000-II格栅的抗拉强度随温度变化不大；另外，可以得出，GG2000-II格栅抗拉强度远大于CE131格栅抗拉强度。

图2.8 格栅抗拉强度与温度关系曲线

§2.2.2 延伸率计算

根据表2-4的格栅在最大拉力下的伸长量，可求出格栅的延伸率，延伸率计算式为：

ε=ΔL/L0 (2-3) 式中：ε—— 延伸率（%）

ΔL —— 对应最大拉力时的格栅的伸长量（mm） ΔL —— 格栅初始长度（mm） 试验时取常温25℃，格栅主筋采用3根

表2-5 常温（25℃）下格栅拉力—变形值(%)

拉力(KN/m) 格栅 CE131 GG2000-II 2.02 3.97 9.8 16 2 3.9 5.2 5.8 10 20 30 50 60 0.18 0.37 0.55 1.26 3.9

从表2-5可以看出，对应最大拉力时，CE131格栅的延伸率为16%，

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GG2000-II格栅的延伸率为3.9%。GG2000-II格栅的延伸率远小于CE131格栅。 §2.2.3 拉伸模量求取

格栅的极限抗拉强度并不是一个最重要的参数，而对其拉伸模量则必须要高，也就是说，强度要高，变形要小。故拉伸模量是格栅的一个很重要的指标。 由表2-5的拉力—变形值可作出应力—应变曲线，如图2.9所示。

图2.9 格栅应力—应变曲线

从图 2.9可以看出，应力—应变曲线在初始阶段呈线性关系，随着应力的增加，应力—应变呈现非线性特性。从初始的线性的应力—应变值可求出格栅的拉伸模量：

E0=σ/ε (2-4) 式中：E0 —— 初始拉伸模量（Mpa） ε —— 初始切线上的应变值（%） ζ ——初始切线上的应力值（Mpa）

可以得出，常温（25℃）下，CE131格栅的拉伸模量为160Mpa，GG2000-II格栅的拉伸模量为35400Mpa，GG2000-II格栅的拉伸模量大于CE131格栅。 §2.2.3 蠕变特性

对格栅进行蠕变试验，有助于了解其在长期荷载下的性能。

维持拉力不变，测定CE131格栅及GG2000-II型格栅的变形性能，如图2.10

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