基于隨機(jī)荷載譜的瀝青混合料疲勞性能研究.pdf

1、瀝青路面使用期間，受到車輛荷載的反復(fù)作用，結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力或應(yīng)變長(zhǎng)期處于交迭變化狀態(tài)，致使瀝青混合料強(qiáng)度不斷衰減。當(dāng)荷載重復(fù)作用超過(guò)一定次數(shù)后，路面內(nèi)所產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低以后的抗力，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞破壞。路面上作用的車輛荷載是一種隨機(jī)荷載，因此，車輛荷載在路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)所產(chǎn)生的應(yīng)力/應(yīng)變也具有隨機(jī)性。目前，國(guó)內(nèi)外研究者大多采用常幅荷載（應(yīng)力/應(yīng)變）下的疲勞試驗(yàn)。這并不能完全實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青路面在實(shí)際荷載作用下疲勞性能的模擬。因此，本文

2、采用四點(diǎn)小梁彎曲疲勞試驗(yàn)方法，研究隨機(jī)變幅應(yīng)變下的瀝青混合料疲勞特性。
　　首先，本文選用合理的路面荷載圖式和力學(xué)模型計(jì)算重載作用下路面結(jié)構(gòu)應(yīng)變響應(yīng)。運(yùn)用殼牌路面設(shè)計(jì)軟件BISAR3.0，分別計(jì)算倒裝結(jié)構(gòu)瀝青路面和半剛性基層瀝青路面的面層內(nèi)應(yīng)變。在道路深度方向和道路橫斷面方向，對(duì)比不同荷載條件下的應(yīng)變響應(yīng)，確定瀝青面層結(jié)構(gòu)層內(nèi)應(yīng)變最不利位置點(diǎn)。對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)中提供的軸載譜進(jìn)行簡(jiǎn)化分析后，通過(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算將其轉(zhuǎn)換為倒裝面層結(jié)構(gòu)中最不利位置的

3、應(yīng)變譜。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，得出該點(diǎn)處應(yīng)變譜符合高斯分布。
　　其次，采用澳大利亞生產(chǎn)的UTS015疲勞試驗(yàn)機(jī)對(duì)改性瀝青SMA13混合料進(jìn)行四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，得到了5種常幅應(yīng)變水平下的疲勞壽命，建立了疲勞壽命方程。編制了3種符合高斯分布的隨機(jī)變幅疲勞應(yīng)變譜，實(shí)現(xiàn)了瀝青混合料在隨機(jī)變幅應(yīng)變下的彎曲疲勞試驗(yàn)，確定了三種應(yīng)變譜作用下的疲勞壽命。
　　最后，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有壽命預(yù)估模型的分析比較，建立了隨機(jī)變幅應(yīng)變作用下瀝青混合料的疲勞壽命預(yù)測(cè)模