瀝青混合料粘彈性疲勞損傷模型研究.pdf

1、疲勞開裂是瀝青路面結(jié)構(gòu)的主要破壞形式之一，而損傷演化是伴隨疲勞過程發(fā)生的。采用疲勞損傷理論來分析瀝青路面的疲勞開裂問題是目前的研究熱點(diǎn)之一，但由于瀝青混合料具有明顯的粘彈性性質(zhì)，采用傳統(tǒng)的疲勞損傷理論無法反映溫度和頻率對(duì)疲勞損傷演化的影響，分析瀝青路面的疲勞損傷問題所得結(jié)論將具有一定的局限性。 本文首先分析了路面行車荷載周期作用下瀝青路面的粘彈性應(yīng)力響應(yīng)規(guī)律，近似的定性分析和結(jié)構(gòu)計(jì)算都表明，可以將瀝青路面周期荷載作用下應(yīng)力的周期

2、變化簡(jiǎn)化成半正弦波形式，并具有與行車荷載變化相同的頻率。這種簡(jiǎn)化處理為本文后續(xù)的瀝青混合料粘彈性模型的建立和瀝青路面粘彈性疲勞損傷分析奠定了基礎(chǔ)。 在上述分析的基礎(chǔ)上，從瀝青混合料的粘彈性性質(zhì)出發(fā)，利用能量耗散的觀點(diǎn)，經(jīng)理論推導(dǎo)得到了瀝青混合料的粘彈性疲勞損傷模型，該模型能夠綜合反映溫度、荷載大小和加載頻率對(duì)疲勞損傷演化的影響。分析表明，可以利用該模型來分析瀝青路面裂紋形成階段的疲勞壽命問題。在模型建立的過程中，還提出了一種比較

3、直觀的新的疲勞損傷累積規(guī)律的判斷方法，并從理論上探討了“損傷等效狀態(tài)”是否存在的問題，分析了室內(nèi)試驗(yàn)證明不了“損傷等效狀態(tài)”存在的原因。 針對(duì)本文建立的粘彈性疲勞損傷模型，進(jìn)行了瀝青混合料的室內(nèi)試驗(yàn)，包括應(yīng)力松弛試驗(yàn)和疲勞損傷試驗(yàn)，由前者得到瀝青混合料的粘彈性材料參數(shù)，通過后者得到瀝青混合了粘彈性疲勞損傷模型參數(shù)。分析了目前常用的瀝青混合料室內(nèi)疲勞試驗(yàn)方法在粘彈性疲勞損傷參數(shù)確定方面的適用性問題。 針對(duì)粘彈性疲勞損傷計(jì)算