浇注式沥青混凝土疲劳寿命的能量法

根据应变控制模式下的4点弯曲疲劳试验方法,用能量法研究了浇注式沥青混合料抗疲劳性能。通过多个应变水平下的疲劳试验,得出浇注式沥青混凝土的疲劳寿命与累积耗散能在双对数坐标下的线性关系。并回归出了浇注式沥青混合料在不同应变水平下疲劳寿命预测方程。用Maxwell模型分析了浇注式沥青混合料疲劳破坏与能量耗散的关系,并将滞后回线和滞后角引入到浇注式沥青混合料疲劳性能研究中,得出滞后角大的混合料有更好的抗疲劳性能。     

基于简化能量耗散率的岩沥青改性沥青疲劳性能

将纯岩沥青组分从布敦岩沥青(BRA)中抽提出来,作为基质沥青的天然改性剂,研究了岩沥青改性沥青的疲劳性能.首先分析了表征沥青疲劳性能的评价指标G*50(复数剪切模量衰减至初始值50%时所对应的荷载作用次数)和RDR(简化能量耗散率),然后基于时间-扫描试验,分别在应力0.35,0.40,0.45,0.50MPa和应变2.0%,2.5%,3.0%,3.5%的控制模式下,对不同掺量的岩沥青改性沥青疲劳性能进行了研究.结果表明:RDR由于反弯点的存在,可以很方便确定沥青的疲劳寿命;岩沥青改性沥青的疲劳性能依赖于加载模式,在应变控制模式下,纯岩沥青掺量小于15%(质量分数)时,有助于改善其疲劳寿命,但是,当纯岩沥青掺量继续增加,由于其本身沥青质含量较高、属于硬质沥青的特点,会缩短改性沥青的疲劳寿命;在应力控制模式下,随着纯岩沥青掺量的增加改性沥青疲劳寿命大幅延长,但是,纯岩沥青掺量过大会提高改性沥青对应力水平的敏感程度.     

温拌胶粉改性沥青混合料疲劳性能

为研究250μm(60目)胶粉、混合目胶粉及表面活性剂型温拌剂的掺入对沥青混合料疲劳性能的影响,进行了小梁四点弯曲疲劳试验,同时结合能耗理论对试验数据进行分析,得到耗散能相对变化率（RDEC）,并以此作为评价标准对沥青混合料的疲劳损伤3阶段进行了验证.结果表明：不论是何种改性剂或是否掺入温拌剂,沥青混合料达到疲劳破坏时的累积耗散能Wf与疲劳寿命Nf在双对数坐标下均呈良好的线性关系,且此线性关系不受试验条件影响;文中4种沥青混合料均呈现出Wf随应变水平增加而减小的规律,且各沥青混合料随着应变水平的增加,其Nf之差、Wf之差不断减小;用2种胶粉改性剂制得的沥青混合料中,混合目胶粉改性沥青混合料的疲劳性能更优;同种沥青混合料掺入温拌剂后,其疲劳性能均得以提高;RDEC指标验证了现行规范中将50%初始劲度模量所对应的加载次数作为沥青混合料的疲劳寿命时,仅经历了疲劳破坏的前2个阶段,并未完全发挥出沥青混合料的路用性能.     

几种改性沥青疲劳破坏评价指标及性能研究

为研究改性沥青的疲劳破坏演化规律,采用动态剪切流变仪(Dynamic Shear Rheometer,DSR),对岩沥青/SBS复合改性沥青(RA/SBS)、岩沥青/胶粉复合改性沥青(RA/CR)、岩沥青改性沥青(RA)和SBS改性沥青(SBS)进行温度扫描试验和考虑荷载控制模式(应力/应变)的时间扫描试验。基于表象法和耗散能理论,获得多种物理指标随荷载作用次数(N)的变化曲线;通过分析曲线变化规律系统地研究本研究改性沥青的疲劳行为,确定多种疲劳破坏指标(G*sinδ、TF、Nf50、Nfm、Nm、N2和Np20),并将其应用于改性沥青的疲劳性能评价与寿命评估;全面分析和客观评价不同疲劳破坏指标的评价效果,确定适用于本研究改性沥青的疲劳失效判定标准。研究结果表明：不同疲劳破坏指标对本研究改性沥青的疲劳性能评价效果存在显著差异,疲劳寿命依赖于时间扫描试验的荷载控制模式;同一种加载模式下,应用多种疲劳破坏判定指标对改性沥青进行疲劳寿命排序的结果具有一致性,添加5%岩沥青和2%SBS的RA/SBS是应力控制模式下的最佳抗疲劳性能掺配;添加5%岩沥青和18%胶粉的RA/CR是应变控制模式下的最佳抗疲劳性能掺配;增加RA/CR中的胶粉掺量,降低岩沥青掺量,可显著改善复合改性沥青的疲劳性能。通过疲劳破坏指标的几何位置判定可知,Nf50和Nfm贴近于改性沥青的完全疲劳破坏状态,可将其作为本研究改性沥青的疲劳破坏判定标准。     

纤维增强型应力吸收层疲劳性能评价

高黏高弹改性沥青混合料具有良好的抗疲劳性能,如果将其用于白加黑路面结构中,将能够缓解反射裂缝的产生、延长加铺层的使用寿命。因此,通过应用高黏高弹改性沥青和优化设计方法以及添加纤维来提高应力吸收层沥青混合料的性能,并重点对其疲劳性能进行了研究;采用应变控制模式的四点弯曲疲劳试验和应力控制模式的半圆疲劳试验评价了应力吸收层的常温和低温抗疲劳性能。研究结果显示,纤维的加入显著增强了应力吸收层的抗疲劳性能。     

沥青混合料疲劳性能影响因素研究

为保证沥青混合料的抗疲劳性能,采用3点弯曲疲劳试验研究了应力比、加载频率和沥青种类对沥青混合料疲劳寿命的影响规律。研究发现,不同结构类型的沥青混合料疲劳寿命随应力比增加而逐渐减小,相同应力比下,SMA-13的疲劳寿命至少是AC-13的1.4倍;沥青混合料的疲劳寿命随加载频率的增加而逐渐增加,同一加载频率下沥青混合料疲劳寿命减小幅度随应力比的增加不断降低;SBS改性沥青抗疲劳性能优于克拉玛依70号沥青,对改善沥青路面耐久性能作用明显。     

老化作用下沥青混合料的疲劳及自愈合性能

通过四点弯曲疲劳试验,分析了老化作用下苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青混合料和基质沥青混合料的疲劳及自愈合性能.结果表明:老化作用显著削弱了沥青混合料的抗疲劳性能,SBS改性沥青混合料的抗疲劳性能优于基质沥青混合料;老化程度和损伤程度对沥青混合料的自愈合能力影响最为显著;适当延长愈合时间和适宜的愈合温度可以提高沥青混合料的愈合率,但老化程度和损伤程度会削弱其自愈合能力;未老化条件下,基质沥青混合料的自愈合能力大于SBS改性沥青混合料,而老化条件下SBS改性沥青混合料表现出较强的自愈合能力.因此选用SBS改性沥青混合料作为路面材料可以提高沥青路面的抗疲劳及自愈合性能.     

多孔沥青混合料的疲劳特性试验研究

采用应力控制模式对不同材料组成的多孔沥青混合料进行疲劳试验,分析了空隙率、油石比和浸水状态对混合料疲劳特性的影响,并比较了不同油石比的沥青混合料在不同浸水时间下的疲劳特性差异.结果表明:多孔沥青混合料的抗疲劳性能随空隙率的增大而减小;随着油石比的增大,多孔沥青混合料疲劳寿命的应力敏感性降低,存在着最佳油石比,在最佳油石比下混合料的抗疲劳性能最好;浸水状态对多孔沥青混合料的疲劳特性影响与油石比大小密切相关,当油石比适中或偏大时,浸水3～10 d对其疲劳特性影响较小.     

应力吸收层沥青混合料性能研究

采用2种Strata-T改性沥青,通过单轴贯入试验及复合车辙试验分析了应力吸收层(SAMI)沥青混合料的抗剪性能;通过0～25℃小梁弯曲试验及15,25℃疲劳试验,分析了SAMI沥青混合料在不同温度下的弯拉及疲劳性能;同时将SAMI沥青混合料与SBS改性沥青混合料(AC5)的主要性能进行了对比分析.结果表明:设置SAMI的路面结构其抗车辙能力并不会显著降低,SAMI沥青混合料在O～25℃均具有很好的变形能力,并得到了SAMI沥青混合料的疲劳方程.     

基于临界裂纹尖端位移的沥青胶结料抗疲劳性能评价

以G~*·sin δ为代表指标的沥青胶结料疲劳性能评价方法高度依赖动态剪切流变仪,针对该方法所需设备在中国普及率较低且对SBS改性沥青的适用性较差等问题,采用测力延度仪进行双边缺口拉伸试验,提出了以临界裂纹尖端位移(CTOD)作为沥青胶结料常温条件下(0～30℃)抗疲劳性能的评价指标.用CTOD和G~*·sin δ这2个指标对7个沥青胶结料的抗疲劳性能进行排序,并采用四点弯曲疲劳试验从混合料层面对沥青胶结料的抗疲劳性能的排序结果进行验证,最后用显著性检验方法比较了温度对CTOD区分度的影响.结果表明:CTOD与G~*·sin δ对SBS改性沥青的疲劳性能评价存在分歧,四点弯曲疲劳试验得到的混合料疲劳性能与CTOD所表征的沥青胶结料结果更具相关性;显著性检验发现,与15℃相比,25℃的CTOD指标对选用沥青胶结料的区分度更好.CTOD所需试验设备在中国应用较广,有望成为沥青胶结料抗疲劳性能的有效鉴定方法之一.     

自释放预顶力弹性支撑结构的疲劳问题研究

介绍了一种用于桥梁加固的自释放预顶力弹性支撑结构,分析了它在疲劳破损作用下的影响和在高周疲劳下的特性。结合依托工程,从断裂力学的角度计算出了支撑结构的保守使用寿命。这种结构制作简单,使用效果好,对增设支撑加固桥梁这种新型加固方法的推广应用乃至对丰富整个桥梁加固领域有着积极重要的作用。     

灰色疲劳试验探讨

本文用灰色系统的观点和方法,在分析影响材料疲劳性能的灰因素的基础上,提出了灰色疲劳性能和灰色疲劳试验等概念,给出了灰色疲劳试验及其数据处理的方法和算例。与传统的疲劳试验相比,本文方法更符合工程实际,具有较大的实用性和可行性。     

含粗骨料超高性能混凝土单轴受压疲劳性能EI北大核心CSCD

对含粗骨料超高性能混凝土(UHPC(CA))进行单轴受压疲劳试验,重点考察其疲劳破坏形态、疲劳变形、疲劳寿命及疲劳强度.在此基础上,分析了UHPC(CA)疲劳破坏全过程,建立了基于Weibull分布的存活率-应力水平-疲劳寿命(p‑S‑N)方程.结果表明:UHPC(CA)疲劳破坏形态为剪切破坏,破坏时试件呈现1条或2条主裂缝;UHPC(CA)疲劳破坏断面分为疲劳区和裂纹扩展区,疲劳区有明显的反复摩擦痕迹;UHPC(CA)疲劳变形发展呈现明显的三阶段特征,即微裂纹萌生发展阶段、微裂纹稳定发展和宏观裂缝萌生阶段、宏观裂缝发展阶段;UHPC(CA)单调应力-应变曲线仅在高应力水平(S≥0.8)下可作为其疲劳变形的包络线;UHPC(CA)具有95%存活率的疲劳强度为61.78 MPa,对应的应力水平为0.520.     

预应力混凝土梁疲劳性能研究现状

对预应力混凝土梁疲劳性能的研究进展进行了详细阐述,论述了等幅疲劳荷载下预应力混凝土梁的疲劳性能及疲劳加载后的静力性能,对控制其疲劳破坏形态的影响因素以及在疲劳加载过程中的受力筋应变变化、裂缝开展和挠度变化规律进行了总结。讨论了变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁的疲劳寿命及加载顺序对疲劳寿命的影响,分析了变幅疲劳加载过程中的刚度退化,同时对腐蚀后预应力混凝土梁的疲劳性能进行分析,总结了钢绞线、普通钢筋腐蚀损伤对试验梁疲劳破坏形态、极限承载力及疲劳寿命的影响。在对文献进行总结分析的基础上,根据当前研究所存在的问题,提出了今后预应力混凝土结构疲劳性能研究的方向。结果表明:预应力混凝土梁疲劳破坏始于受力筋疲劳断裂,受压区混凝土一般不会发生破坏,变幅疲劳加载及腐蚀损伤对其疲劳性能有较大影响。     

钢筋的高应变低周疲劳性能分析

利用MTSNEW810电液伺服材料试验机,对HRB400,HRB500钢筋的高应变低周疲劳性能进行研究。采用控制总位移幅不变、保持应变率恒定并通过引伸计监测记录应变值的方法,测定HRB500钢筋高应变低周疲劳过程中的循环应力应变曲线,通过Basquin和Manson-Coffin公式拟合得到各规格钢筋的疲劳寿命方程,从而得到循环应力与应变、应变与疲劳寿命的关系。实验结果表明,HRB500高强钢筋比HRB400钢筋在高应变低周疲劳性能方面具有明显的优势。     

焊接钢桥结构细节疲劳裂纹原因及对策分析

从分析现代焊接钢桥疲劳性能的影响因素入手,分析了钢桥的疲劳设计,并探究了焊接钢桥疲劳设计的敏感部位,并依据所得探究结果提出防止疲劳问题的解决对策,为现代钢桥的安全性能提供保障。     

路用水泥混凝土疲劳损伤的可靠度分析

为获得路用水泥混凝土在高应力比作用下疲劳可靠度的变化规律,首先推导了水泥混凝土疲劳寿命等单调随机变量的概率密度,然后推导了Miner, Chaboche Zhao和修正Chaboche Zhao疲劳损伤模型的损伤概率密度;借助疲劳试验结果,获得这3种模型的疲劳损伤概率密度函数,最后将荷载循环作用次数代入上述函数,从而获得水泥混凝土疲劳可靠度随荷载循环作用次数的变化规律.结果表明：随着荷载循环作用次数增加,相同应力比下,疲劳可靠度从几乎为100%逐渐衰减为0%;无论何种应力比,在荷载循环作用初期,疲劳可靠度均有一个较稳定阶段,但随着应力比的增加,该阶段逐渐减小,且可靠度为0%时对应的荷载循环作用次数也减小;在可靠度衰减阶段,对于相同荷载循环作用次数,应力比越高,则可靠度越低;此外,Miner疲劳损伤模型比修正Chaboche Zhao疲劳损伤模型偏安全.     

两种质量状态下42CrMoA材料疲劳特性研究

本文对两种４２ＣｒＭｏＡ钢低倍点状偏低材料进行了常温等幅低周疲劳与准高周疲劳试验研究,研究表明,两种点状偏状状态的４２ＣｒＭｏＡ钢均具有循环软化特性;２．５级点状偏析提高了材料的单调与循环应力响应,当△ε／２〈１．１７％时,２．５级点偏析给４２ＣｒＭｏＡ材料带来了疲劳安全性,这种安全性随应变幅值的减小而趋增大,在吉疲劳范围,安全储备高达２－３倍,本文基于应力型和应变型疲劳曲线预测能力分析,提出了两     

混凝土多轴等幅疲劳性能研究

利用大型多轴疲劳试验机,进行了双轴拉-压、三轴拉-压-压等幅循环荷载作用下混凝土的疲劳性能研究.分析了不同侧压比、不同应力水平下混凝土的多轴等幅疲劳破坏形态、疲劳强度以及残余应变的变化规律,得到了应力水平-疲劳寿命(S-N)曲线及其表达式.结果表明:在等幅疲劳荷载下,混凝土多轴疲劳破坏形态与侧压比无关;残余应变呈三阶段发展规律,受侧压比影响较大,几乎与应力水平无关.定义相对残余应变为损伤变量,建立了损伤演变方程,为混凝土多轴等幅疲劳试验研究及疲劳损伤评价提供参考.     

钢筋混凝土结构的疲劳性能研究综述

简述了钢筋混凝土结构疲劳的概念和内容及其在特殊环境下的疲劳性能,同时总结了目前关于混凝土结构疲劳寿命的预测方法,最后简要的提出了提高混凝土性能的相关措施,为钢筋混凝土结构的研究奠定了基础。