基于強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,瀝青混合料作為一種粘彈性材料,瀝青混合料的力學性能與荷載作用時間、試驗溫度等有關(guān)。論文依托國家自然科學基金重點項目“瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的若干基礎(chǔ)理論問題研究”,針對瀝青混合料的材料特點,通過直接拉伸疲勞試驗和不同疲勞次數(shù)后的剩余強度試驗,揭示其剛度和強度衰變規(guī)律,開展基于剛度和強度衰變的瀝青混合料非線性疲勞損傷

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

3、不同應(yīng)力水平下直接拉伸疲勞的動模量衰變規(guī)律,建立了動模量冪函數(shù)衰變模型,動模量衰變具有確定的非線性特性,應(yīng)力水平越大動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;通過兩級荷載下的疲勞試驗,驗證了瀝青混合料疲勞損傷累積的非線性,繪制了兩級荷載加載路徑圖,直觀而合理的解釋了其試驗結(jié)果。
　　 通過不同疲勞次數(shù)后疲勞剩余強度試驗,建立了剩余強度冪函數(shù)退化模型,揭示了不同

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