沥青混合料蠕变破坏过程能量损失研究

对不同沥青品种，不同级配类型的十种沥青混合料进行了劈裂蠕变试验，分析了蠕变破坏过程中的能量损失规律。应用能量耗散理论分析蠕变累积能耗与应力水平关系，为用蠕变试验结果预测沥青混合料疲劳性能及建立损伤破坏统一模型奠定基础。     

沥青混合料损伤蠕变特性及模型研究

沥青混合料蠕变过程中,硬化、损伤两种机制同时存在。当硬化机制占主导地位时,蠕变呈现为衰减状态;当损伤机制占主导地位时,蠕变呈现为加速状态;两者互为接近时,则呈现为等速或者近似等速状态。只考虑损伤或黏滞系数的非线性变化均不能合理地描述和解析蠕变过程的3个阶段。以流变学模型理论为基础,综合考虑损伤和硬化效应,建立了一个统一的沥青混合料损伤蠕变模型。将该模型与试验曲线进行对比,两者吻合较好,说明该模型能够反映沥青混合料三阶段蠕变的全过程。在蠕变的大部分时间内损伤的发展都是平稳的,在接近破坏时损伤则会快速发展。在蠕变的第一、二阶段也存在损伤,只是损伤值较小,而将其忽略是不合理的。定义第三阶段起始的时间为流变时间,可作为研究沥青混合料损伤蠕变特性的指标,其值越大,表示蠕变变形进入破坏阶段所需要的时间越长。     

高温重载条件下沥青混合料的蠕变试验研究

在4种应力水平、3种温度水平和2种空隙率水平下进行了沥青混合料的重复加载动态蠕变试验,得出了其永久变形与荷载作用次数关系曲线及竖向和横向流动数、竖向塑性应变、竖向塑性弹性应变比等永久变形参数.研究表明,重载车辆对沥青路面产生的高接触应力加剧了其横向流动失稳变形的发展,加速了车辙的产生;车辆轴载增大对沥青路面产生车辙的影响要大于温度变化的影响.     

沥青混合料黏弹性力学行为的表征研究

现阶段,我国建筑项目越来越多,沥青混合料成为道路建筑施工中的主要材料,为了提高沥青混合料的质量,需要对其弹性力学行为表征进行分析,更好地改善沥青混合料的性能.     

沥青混合料动态蠕变模量与动稳定度的关系

研究了分别基于AC13和AC25优化出的9组级配、SBS改性中海70#沥青和中海70#沥青两种结合料、花岗岩和石灰岩两种集料以及50,70 mm两种车辙试件厚度等条件下的沥青混合料动稳定度(DS)与车辙模量(E_(DS)),E_(DS)与动态蠕变劲度模量(S_(dy)),S_(dy)与DS这三者的关系.结果表明,不同沥青混合料的S_(dy)与采用厚度匹配的车辙试件DS之间存在良好的相关性.因此可以将DS转换为S_(dy),并用其作为沥青路面结构设计的参数.     

沥青及沥青混合料热物参数研究现状

通过国内外的研究现状,分析了不同研究人员提供的沥青及沥青混合料热物参数在数值上存在的差异,以便准确规定沥青混合料的热物参数,更精确地模拟路面温度场。     

沥青混合料高温变形特性试验方法综述

对国内外研究沥青混合料高温变形特性的试验方法及试验条件进行了评述,得出基于力学原理的试验是研究混合料变形特性的有效方法,提出应当以模拟实际路面状态为原则设计试验。     

乳化沥青冷再生沥青混合料性能及参数研究

针对乳化沥青冷再生混合料的路用性能和设计参数进行了试验研究,得出乳化沥青冷再生混合料与热拌沥青混合料的路用性能相当、设计参数与热拌沥青下面层混合料基本相等的结论。     

高黏弹沥青砂蠕变损伤模型

应用Kachanov损伤模型表征沥青砂损伤的增长变化律,将Burgers模型与损伤因子进行耦合,构建出能够描述高黏弹沥青砂3阶段蠕变全过程的蠕变损伤模型.借助高黏弹沥青砂的弯曲蠕变试验数据,利用最小二乘法,得到相关模型系数和蠕变损伤演化曲线.将此蠕变损伤模型曲线与试验结果及Burgers模型曲线进行对比研究.结果表明:该蠕变损伤模型能准确描述高黏弹沥青砂的蠕变3阶段特性,拟合相关系数达到0.998.     

水泥乳化沥青砂浆的徐变模型

为研究水泥乳化沥青（CA）砂浆的徐变模型,测试了中国铁路轨道结构系统（CRTS）Ⅰ、Ⅱ型CA砂浆在不同应力水平下的徐变曲线,并对比分析了几种经典徐变模型对CA砂浆徐变的适用性.结果表明：Burgers模型最适合表征CA砂浆的徐变特点,并考虑CA砂浆中沥青相的特性,建立了修正Burgers模型;模型参数与应力水平均呈线性关系;基于模型计算结果,在25℃、相对湿度65%及01MPa静荷载作用下,50mm厚的Ⅰ、Ⅱ型CA砂浆充填层在100a服役期内的徐变分别为00325和00035mm.     

沥青混凝土非均质性对其蠕变行为的影响

为研究非均质性对沥青混凝土蠕变行为的影响,对沥青混凝土单轴蠕变试验进行了三维离散元模拟.生成了包含粗集料、沥青砂浆及空隙在内的沥青混凝土三维离散元数字试件,对数字试件微观组成材料之间的接触赋予了相应的微观接触模型,并通过室内试验对此模型进行了验证.在此基础上,假定粗集料刚度和沥青砂浆微观黏弹性参数服从Weibull分布,研究了粗集料和沥青砂浆的非均质性对沥青混凝土蠕变行为的影响.结果表明:随着粗集料和沥青砂浆均质度的增大,沥青混凝土的蠕变应变呈减小趋势,且随粗集料均质度增大而减小的幅度较沥青砂浆显著;粗集料刚度分布均匀时沥青混凝土的蠕变应变比粗集料均质度较低(均质度m=1.0)时减小49%.在沥青混凝土材料的选择中应更为重视粗集料的均质性.     

沥青混合料低温裂纹扩展演化行为分析

以悬浮密实、骨架密实和骨架空隙这3种典型骨架结构沥青混合料为试验对象,通过间接拉伸试验(IDT),从宏观角度分析了骨架结构对沥青混合料低温裂纹扩展演化行为的影响;采用颗粒随机生长算法建立了沥青混合料离散元模型,结合数值分析,从裂纹类型、数量、裂纹能量释放率及裂尖应力场等细观尺度,对3种典型骨架结构沥青混合料低温裂纹扩展...     

沥青混合料时间-应力-温度等效研究

为研究沥青混合料的时间-应力-温度依赖性,对3种沥青混合料进行了不同温度和应力水平下的静载蠕变试验,分析了温度、应力水平对沥青混合料蠕变特性的影响.结果表明:应力水平与温度对沥青混合料特征时间的影响相似,具有等效性;可以应用非线性黏弹性体的时间-应力-温度等效原理,推导出恒力温度位移因子、恒温应力位移因子和温度-应力联合位移因子;将沥青混合料在其他温度、应力水平下的蠕变曲线移位,可得到参考温度、参考应力水平下的蠕变主曲线.该研究成果也可为其他黏弹性材料的蠕变研究提供参考.     

水荷耦合作用下的沥青混合料永久变形研究

应用小型加速加载设备MMLS3,对45℃时水-荷耦合作用下的沥青混合料永久变形规律进行了研究.通过与单独荷载作用下沥青混合料永久变形的比较和分析发现:沥青混合料在水-荷耦合作用下的永久变形整体高于单独荷载作用,水对永久变形的影响突显于压密变形阶段;水-荷耦合作用下沥青混合料的蠕变速率较单独荷载作用时大,封闭在沥青混合料空隙内部的水一定程度上有助于抗变形能力;水-荷耦合作用与单独荷载作用时沥青混合料的变形比与荷载运行次数呈幂函数,且随荷载运行次数的增大而降低.     

反复凝冰作用下沥青混合料性能研究

针对南方高原潮湿路面,采用沥青路面上面层常用密级配AC-16混合料,首先根据实际情况制定了反复凝冰的试验条件,然后对经历不同凝冰次数的试件进行体积指标、力学性能、高低温性能以及水稳定性等各项性能的试验研究,分析反复凝冰对混合料各项性能的影响.结果表明:混合料的初始空隙率对反复凝冰过程中的混合料空隙率有重大影响;高温稳定性随着凝冰次数的增加而衰减;力学性能、水稳定性以及低温性能在反复凝冰后都有不同程度的衰减,约前8次衰减较快,之后趋于平缓.     

沥青混合料温度离析容许标准的研究

温度离析是指沥青混合料在拌和、运输和摊铺过程中温度出现较大差异的现象,在施工过程中普遍存在.通过现场检测和室内试验,得出了沥青混合料现场温度变化规律、温度变化与密度变化及空隙率变化的关系,在此基础上提出了沥青混合料温度离析容许标准:在施工过程中,应将沥青混合料的温度变化至少控制在20℃以内,尽可能地控制在10℃以内.     

沥青路面用橡胶沥青混合料低温疲劳性能研究

采用四点弯曲疲劳试验对比研究了普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料和橡胶沥青混合料的低温疲劳性能。结果表明,在温度较低(0℃)时,橡胶沥青混合料的弯曲疲劳性能优于基质沥青和SBS改性沥青混合料,具有较好的抵抗反射裂缝的能力。