基于強(qiáng)度與剛度衰變的瀝青混合料非線性疲勞損傷特性研究.pdf

1、瀝青路面是我國(guó)目前主要采用的路面結(jié)構(gòu)類型,瀝青混合料作為瀝青路面的主要建筑材料,其疲勞性能直接影響路面的使用性能和使用壽命。同時(shí),瀝青混合料作為一種粘彈性材料,瀝青混合料的力學(xué)性能與荷載作用時(shí)間、試驗(yàn)溫度等有關(guān)。論文依托國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的若干基礎(chǔ)理論問(wèn)題研究”,針對(duì)瀝青混合料的材料特點(diǎn),通過(guò)直接拉伸疲勞試驗(yàn)和不同疲勞次數(shù)后的剩余強(qiáng)度試驗(yàn),揭示其剛度和強(qiáng)度衰變規(guī)律,開(kāi)展基于剛度和強(qiáng)度衰變的瀝青混合料非線性疲勞損傷

2、研究,對(duì)于改進(jìn)和完善現(xiàn)行瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　 通過(guò)速度特性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加載速率對(duì)瀝青混合料強(qiáng)度影響顯著,強(qiáng)度隨加載速率增大而呈冪函數(shù)趨勢(shì)增長(zhǎng);在5種應(yīng)力水平下進(jìn)行了直接拉伸疲勞試驗(yàn),引入動(dòng)載強(qiáng)度和真實(shí)應(yīng)力比的概念,建立了基于真實(shí)應(yīng)力比的疲勞方程,該方程既可以體現(xiàn)重復(fù)加載的疲勞破壞,又可以涵蓋一次加載的強(qiáng)度破壞;應(yīng)用真實(shí)應(yīng)力比疲勞方程,提出了一種瀝青面層抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)計(jì)算新方法。
　　 通過(guò)分析

3、不同應(yīng)力水平下直接拉伸疲勞的動(dòng)模量衰變規(guī)律,建立了動(dòng)模量?jī)绾瘮?shù)衰變模型,動(dòng)模量衰變具有確定的非線性特性,應(yīng)力水平越大動(dòng)模量隨壽命比衰變的越快;提出了能考慮臨界損傷度的疲勞損傷修正模型,構(gòu)建了基于剛度衰變的非線性疲勞損傷演化方程;通過(guò)兩級(jí)荷載下的疲勞試驗(yàn),驗(yàn)證了瀝青混合料疲勞損傷累積的非線性,繪制了兩級(jí)荷載加載路徑圖,直觀而合理的解釋了其試驗(yàn)結(jié)果。
　　 通過(guò)不同疲勞次數(shù)后疲勞剩余強(qiáng)度試驗(yàn),建立了剩余強(qiáng)度冪函數(shù)退化模型,揭示了不同

4、應(yīng)力水平下剩余強(qiáng)度的衰變規(guī)律;構(gòu)建了與應(yīng)力水平相關(guān)的基于剩余強(qiáng)度的瀝青混合料疲勞損傷演化方程。通過(guò)對(duì)強(qiáng)度和剛度定義的損傷變量的比較,揭示了基于強(qiáng)度和剛度衰變定義損傷變量?jī)?nèi)在聯(lián)系,選用組織敏感量剩余強(qiáng)度比組織不敏感量剛度作為疲勞損傷評(píng)價(jià)參數(shù)更具有優(yōu)越性。結(jié)合剩余強(qiáng)度和剛度定義損傷變量時(shí)的優(yōu)點(diǎn),統(tǒng)一了基于剩余強(qiáng)度和剛度的損傷變量定義方法,提出了剩余強(qiáng)度和剛度關(guān)聯(lián)的損傷變量計(jì)算修正公式。
　　 應(yīng)用瀝青混合料的非線性疲勞損傷演化方程,