瀝青混合料抗疲勞性能評價方法研究.pdf

1、預(yù)測瀝青混合料的疲勞壽命是道路結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)性問題，對瀝青混合料的抗疲勞性能進(jìn)行評價和比較是材料研發(fā)中的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的室內(nèi)小梁彎曲疲勞試驗有兩種加載控制模式:控制應(yīng)力和控制應(yīng)變，不同的加載模式模擬了道路結(jié)構(gòu)中拉應(yīng)力最大處的不同受力歷程。比較不同材料的疲勞壽命曲線（S-N曲線）時，不同加載模式有著不同的評價結(jié)果，這給評價瀝青混合料的抗疲勞性能帶來了困難。
　　本文將損傷力學(xué)中的材料疲勞損傷演化方程引入到道路結(jié)構(gòu)有限元模型中，模擬

2、了重復(fù)車輪荷載下柔性路面結(jié)構(gòu)的損傷場發(fā)展過程。通過對面層底部拉應(yīng)力最大處的變化過程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其損傷變量呈現(xiàn)出線性增長現(xiàn)象，這與半剛性路面基層的指數(shù)型增長有著明顯差別。同時該處受力過程為應(yīng)力逐漸減小，應(yīng)變逐漸增大，體現(xiàn)出荷載向周圍結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移但變形仍然增大的趨勢;也目口其疲勞過程既不是應(yīng)力不變狀態(tài)，也不是應(yīng)變不變狀態(tài)。
　　通過分析車輪下?lián)p傷區(qū)域與主要受力區(qū)域關(guān)系，本文提出了控制能量加載模式，即控制每次循環(huán)荷載時施加在小梁試件上的能

3、量是相同的。此模式下施加在梁上的荷載隨著小梁剛度減小而不斷減小，同時小梁撓度不斷增大，最后發(fā)生斷裂?？刂颇芰考虞d模式不僅與路面結(jié)構(gòu)中核心損傷區(qū)實際受力過程更為符合，因此能更準(zhǔn)確預(yù)測疲勞壽命，而且反映出了材料自身的力學(xué)特性。在相同能量荷載重復(fù)沖擊下得到的材料疲勞壽命或者累積耗散能，可以將不同剛度大小的材料置于同一原則下進(jìn)行比較。因此控制能量法是一種簡單而有效的瀝青混合料抗疲勞性能評價方法。
　　采用此模式，論文對最高比例50％的不同