基于损伤力学的沥青混合料疲劳寿命探讨

根据损伤力学的相关理论,用循环耗散能定义为沥青混合料的损伤变量,据此根据疲劳试验推导出了损伤函数、损伤演化方程,并验证了该损伤模型与经典Miner线性损伤模型的关系,同时说明了该模型的可行性。     

沥青混合料拉伸疲劳试验下疲劳损伤特性研究

利用MTS810型电液伺服试验系统对沥青混凝土小梁试件在低温下进行了常应变的等应变率加栽模式的拉伸疲劳试验。试验时按三角波形加栽,并考虑了不同拉伸应变水平。由试验结果得到了不同应变水平下的沥青混合料峰值拉伸应力值并计算了每个循环内的耗散能。由疲劳试验结果结合能量原理提出了一种考虑拉伸应变水平的疲劳损伤模型。     

橡胶沥青混合料疲劳试验

通过分析橡胶沥青混合料的疲劳试验结果,采用AASHTO T321方法和简化能量比方法,分析了其差别和优劣,得出简化能量比方法更能代表材料实际疲劳性能,理论依据充分。     

沥青混合料疲劳损伤的非线性分析

为了研究沥青混凝土疲劳过程中的非线性特性,对沥青混合料小梁试件进行疲劳试验,试验时考虑温度、应力比与加载间歇时间等因素.根据试验结果,对损伤因子与临界损伤因子进行了分析,通过ExpAssoc函数拟合得到了以各试验条件为参数的损伤因子本构方程.研究发现沥青混合料临界损伤因子与疲劳寿命之间存在单对数的线性关系;通过回归分析得到了二者之间的函数关系式.     

沥青面层双层摊铺混合料疲劳性能

双层摊铺技术使上中面层沥青混合料的摊铺与碾压过程合二为一,提高了沥青路面层间黏结效果和混合料层间的嵌挤咬合能力.通过系统试验,深入研究了双层摊铺和传统单层摊铺对沥青混合料弯曲疲劳性能的影响.研究表明:双层摊铺技术能使沥青上中面层形成一个整体的复合式路面结构,提高了沥青混合料的抗疲劳性能;在双层摊铺情况下,沥青混合料小梁的弯拉强度、弯拉应变和劲度模量分别较传统单层摊铺提高了28.3%,25.4%和2.2%.     

基于动态过程的沥青混合料疲劳损伤特性分析

以沥青混合料动态疲劳损伤为研究内容,以劈裂疲劳试验为对象,定义损伤变量,分析动态过程中应力水平的变化规律,导出损伤过程非线性表达式。为研究不同于静载强度条件下的劈裂疲劳动载强度Smax和实际应力水平,推导了动载强度计算公式和实际应力水平公式。通过疲劳试验得出名义应力水平下的S-N疲劳方程,依据此方程准确求算动载强度和实际应力水平,并建立动载强度、实际应力水平与名义应力水平回归表达式,为研究沥青混合料动态疲劳过程提供参考。     

考虑骨料类型的沥青混合料疲劳预估模型

为了更准确预测不同骨料类型沥青混合料的疲劳性能,本研究基于JTG D50—2017《公路沥青路面设计规范》中的疲劳预估模型(JTG模型)进行了深入探讨。采用均匀试验设计法,对AC-16C型沥青混合料进行了四点弯曲小梁疲劳试验。通过67组玄武岩、石灰岩和花岗岩沥青混合料的疲劳数据,对JTG模型参数进行了修正。研究发现：(1)简化的JTG模型适用于沥青混合料疲劳寿命预估,不同骨料类型对模型参数a的取值有影响;(2)玄武岩沥青混合料疲劳寿命最长,石灰岩最短,花岗岩居中;(3)修正后的JTG模型与实际疲劳试验数据高度吻合。本研究为沥青混合料的疲劳性能提供了更为精确的预估模型。     

沥青混合料的疲劳效应研究

针对沥青路面的疲劳破坏这一病害 ,运用耗散能理论 ,对疲劳能耗及疲劳方程进行了分析 ,根据试验结果及线性关系 ,可得到沥青混合料的疲劳特性及疲劳规律。     

钢桥面沥青混合料铺装体系疲劳特性的损伤力学分析

用损伤力学原理及方法,从力学近似法角度分析了单纯的沥青混合料铺装层矩形截面梁疲劳损伤特性,推导出梁的应变场和疲劳寿命预测公式。按抗弯刚度等效简化原则,将疲劳试验复合梁模型中的实际桥面用钢板简化为沥青混合料铺装层叠加到下面的沥青混合料铺装层上,共同组成准单纯的沥青混合料铺装层矩形截面梁,应用该原理及方法推导出梁底缘的应变场,以南京长江第二大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装体系复合梁疲劳试验为例,进一步推导出复合梁的疲劳寿命预测公式。通过实例分析,表明损伤力学原理及方法可用于分析钢桥面沥青混合料铺装体系疲劳特性,其疲劳寿命预测结果是较为精确的,它的实际应用还需给出相应的修正,此外指出了环氧沥青混凝土铺装具有很好的抗疲劳性能。     

浅析沥青混合料疲劳损坏机理及影响因素

分析了沥青混合料疲劳损坏机理,从内部因素和外部因素两方面对沥青混合料疲劳性能的影响因素进行了深入探讨,并指出了解沥青混合料的疲劳损坏机理和影响因素对于减少沥青路面疲劳损坏具有十分重要的意义。     

A study on fatigue damage of asphalt mixture under different compaction using 3D-microstructural characteristics

The aim of this paper is investigating the microstructural characteristics of asphalt mixture under different compaction powers. In order to achieve this aim, a test track was built to provide asphalt mixture specimens and X-ray computed tomography (XCT) device was used to scan the internal structure. The aggregate particles and air-voids were extracted using Digital Image Processing (DIP), so the relationship between compaction and air-voids was determined at first, and then, the effect of aggregate particles on the morphology of air-voids can be evaluated, finally, fatigue properties of asphalt mixture with different air-void ratio were measured by indirect tensile fatigue test as well. The research results release the distribution of microstructures in asphalt pavement. 3D fractal dimension is an effective indicator to quantize the complexity of aggregate particles and air-voids; suffering the same compaction power, aggregates cause different constitutions of air-voids in asphalt mixture; investigation in this paper can present the essential relationship between microstructures and fatigue properties.     

沥青混合料冻融损伤特性研究

基于Maxwell模型建立了沥青混合料冻融损伤本构方程,以冻融后的劈裂强度作为损伤变量,分析沥青混合料的冻融损伤过程。分析表明,沥青混合料的低温劈裂强度随着冻融循环次数的增加而减小。冻融损伤过程大致分为快速损伤期、稳定损伤期及损伤发展期3个阶段。空隙率大小对沥青混合料的冻融损伤有较大影响。多孔沥青混合料劈裂强度比稳定值约为40%,沥青混凝土劈裂强度比约为70%,在4⁸个冻融循环之后达到冻融损伤稳定期。     

Laboratory evaluation of fatigue characteristics of recycled asphalt mixture

This paper presents the results of a laboratory study of evaluating the fatigue characteristics of hot-mix asphalt (HMA) mixtures using different testing methods. In this study, the fatigue performance of HMA mixtures was evaluated with the Superpave indirect tension (IDT) tests and beam fatigue test. The HMA mixtures containing 0%, 10%, 20%, and 30% of recycled asphalt pavement (RAP) were plant prepared with one source of aggregate, limestone, and one type of binder, PG 64–22. The fatigue properties tested included indirect tensile strength (ITS), failure strain, toughness index (TI), resilient modulus, DCSE_f, energy ratio, plateau value, and load cycles to failure. The results from this study indicated that both Superpave IDT and beam fatigue tests agreed with each other in ranking the fatigue resistance of mixtures when proper procedures were followed.     

就地热再生沥青混合料疲劳寿命试验研究

通过马歇尔试验确定了施工现场取样就地热再生沥青混合料新旧料比为2:8的AC-13配合比.并测试不同温度、应变环境时的疲劳寿命.结果表明就地热再生沥青混合料的疲劳寿命较短,但仍具有良好的疲劳寿命,疲劳寿命与初始弹性模量和应变大小具有良好的双对数线性回归关系,并以此可建立三种沥青混合料的修正疲劳方程.     

沥青混合料的疲劳性能及评价标准研究综述

根据沥青路面的破坏机理,分析了影响沥青路面疲劳寿命的因素,对沥青混合料疲劳寿命的预估方法——Cooper-Pell法、能量法、美国沥青学会法和CRR法进行了介绍,并指出充分了解沥青路面疲劳性能与建立相应的评价标准对沥青路面的使用具有重要意义。     

蔗渣纤维SMA沥青混合料结构参数实验研究

为了研究和探索蔗渣纤维SMA沥青混合料成型条件对结构参数的影响,采用SMA-16的级配中值,通过改变混合料蔗渣纤维用量、成型温度,对SMA沥青混合料结构参数影响规律进行了深入分析.结果表明,在蔗渣纤维掺量小于0.3％时,可以通过孔隙率与成型温度的回归关系来控制孔隙率大小;蔗渣纤维掺量大时,成型温度对集料间隙率、骨架间隙率、孔隙率指标的影响呈非线性影响;在沥青饱和度随成型温度的变化曲线温度趋势点之前提升混合料的成型温度,对沥青饱和度增加起显著的正效应,反之影响逐渐衰减;蔗渣纤维掺量小的SMA沥青混合料必须严格控制用油量与运输温度,并确定析漏率突增点的温度.