瀝青混合料抗疲勞性能評(píng)價(jià)方法研究.pdf

1、預(yù)測(cè)瀝青混合料的疲勞壽命是道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)性問(wèn)題，對(duì)瀝青混合料的抗疲勞性能進(jìn)行評(píng)價(jià)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(yàn)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(shí)，不同加載模式有著不同的評(píng)價(jià)結(jié)果，這給評(píng)價(jià)瀝青混合料的抗疲勞性能帶來(lái)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(chǎng)發(fā)展過(guò)程。通過(guò)對(duì)面層底部拉應(yīng)力最大處的變化過(guò)程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其損傷變量呈現(xiàn)出線性增長(zhǎng)現(xiàn)象，這與半剛性路面基層的指數(shù)型增長(zhǎng)有著明顯差別。同時(shí)該處受力過(guò)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(shì);也目口其疲勞過(guò)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(guò)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(shí)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(shí)小梁撓度不斷增大，最后發(fā)生斷裂。控制能量加載模式不僅與路面結(jié)構(gòu)中核心損傷區(qū)實(shí)際受力過(guò)程更為符合，因此能更準(zhǔn)確預(yù)測(cè)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(jiǎn)單而有效的瀝青混合料抗疲勞性能評(píng)價(jià)方法。
　　采用此模式，論文對(duì)最高比例50％的不同