基于剩余強(qiáng)度的瀝青混凝土耐久性室內(nèi)研究.pdf

1、隨著瀝青路面使用年限的不斷增長(zhǎng)，路面使用性能的耐久性逐漸成為道路工作者所關(guān)注的核心問(wèn)題。我國(guó)缺乏對(duì)路面長(zhǎng)期性能的系統(tǒng)研究，僅依靠設(shè)計(jì)規(guī)范中設(shè)計(jì)年限和累計(jì)當(dāng)量軸次來(lái)評(píng)判瀝青路面的耐久性能存在較大的不足。瀝青混合料作為一種粘彈性材料，其力學(xué)性能受荷載作用時(shí)間、試驗(yàn)溫度等因素的顯著影響?；诖?，本文依托江蘇省寧杭高速公路有限公司和東南大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)的“半剛性基層瀝青路面各面層結(jié)構(gòu)耐久性衰變規(guī)律研究”課題，從疲勞損傷角度出發(fā)，通過(guò)半圓彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)

2、、半圓彎曲疲勞試驗(yàn)和不同疲勞次數(shù)后的剩余強(qiáng)度試驗(yàn)，揭示瀝青混合料的強(qiáng)度衰變規(guī)律，開(kāi)展基于剩余強(qiáng)度衰減的瀝青混合料疲勞損傷特性研究。對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)瀝青路面的耐久性衰變規(guī)律具有重要意義。
　　首先，總結(jié)了現(xiàn)有的瀝青混合料疲勞性能室內(nèi)評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法，選取半圓彎曲試驗(yàn)作為本文的疲勞試驗(yàn)方法，確定了半圓試件的體積參數(shù);選取SMA-13混合料作為本文的研究對(duì)象，在原材料試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)混合料進(jìn)行了配合比設(shè)計(jì);為降低變異性對(duì)試驗(yàn)的影響，采用試成型的方

3、法嚴(yán)格控制試件的空隙率，并對(duì)切割后的試件進(jìn)行篩選，棄用空隙率不合格者。
　　其次，通過(guò)不同加載速率和溫度下的半圓彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)對(duì)瀝青混合料強(qiáng)度的時(shí)溫特性進(jìn)行了研究，強(qiáng)度隨加載速率的增大表現(xiàn)為冪函數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，隨溫度的降低而明顯增大;在5種應(yīng)力水平下開(kāi)展了半圓彎曲疲勞試驗(yàn)，分析了疲勞過(guò)程中軸載位移和累計(jì)能耗的變化規(guī)律;建立了傳統(tǒng)疲勞方程和基于動(dòng)載強(qiáng)度與實(shí)際應(yīng)力比的疲勞方程，揭示了一次加載強(qiáng)度破壞與循環(huán)加載疲勞破壞的內(nèi)在聯(lián)系。
　　

4、然后，通過(guò)不同疲勞作用次數(shù)后的剩余強(qiáng)度試驗(yàn)，分析了不同荷載水平下疲勞剩余強(qiáng)度的衰減規(guī)律，建立了剩余強(qiáng)度冪函數(shù)衰減模型，剩余強(qiáng)度衰減具有顯著的非線(xiàn)性特性，疲勞壽命前期呈近似線(xiàn)性衰減，疲勞壽命后期則急劇衰減;以剩余強(qiáng)度定義損傷變量，建立了基于剩余強(qiáng)度衰減的瀝青混合料非線(xiàn)性疲勞損傷演化方程，分析了不同荷載水平下?lián)p傷演化規(guī)律，荷載水平越高損傷累積速率越快，但破壞時(shí)的臨界損傷越小。
　　最后，采用數(shù)字圖像相關(guān)法對(duì)半圓彎曲疲勞過(guò)程中的橫向應(yīng)變