沥青混凝土长期耐久性能在统计学上的分布规律研究

已有研究通常采用正态分布来描述沥青混凝土的疲劳耐久性,但是由于材料本身以及试验环境条件的变异性,试验所得的疲劳耐久性能具有很大的离散性。依据大量室内试验并优选代表性强的数据源,利用双参数Weibull分布理论验证沥青混凝土材料的疲劳耐久性能在统计学上的分布规律,并回归得到了不同失效概率条件下的疲劳寿命方程。结果表明:Weibull分布理论能够较好地描述多因素复杂条件下沥青混凝土的疲劳耐久性分布特征。     

三参数Weibull分布估计沥青混凝土疲劳失效研究

通过间接拉伸疲劳试验分析3种不同沥青混凝土材料在3种不同温度条件下疲劳失效特性。采用考虑形状参数、位置参数和尺度参数的Weibull分布函数对不同加载条件下材料疲劳寿命分布特征进行估计,提出了基于位置参数迭代计算下的特征参数估算方法,并给出了50%保证率下的材料疲劳寿命曲线和疲劳方程。研究结果表明:三参数Weibull分布函数可以避免在试验初始阶段进行疲劳失效概率的不合理估计,更好地预估小子样条件下材料疲劳失效分布;预估结果中特征参数项具有良好的线性相关性,三参数Weibull分布能较为清晰地反映出材料不同试验条件下的疲劳失效寿命分布。     

半刚性基层材料的疲劳特性

采用振动法制作了4种半刚性基层材料不同结构类型的梁试件,应用MTS试验机进行了疲劳性能试验,利用Weibull分布函数对疲劳试验结果进行回归分析,建立了不同材料不同结构试件的室内疲劳寿命预估模型,分析了半刚性基层材料的结构类型和弯拉强度对疲劳寿命的影响.分析结果表明:不同半刚性基层材料疲劳方程的回归系数a、b有差别.水泥稳定类材料的疲劳方程除骨架空隙结构类型外均较接近,回归系数a为0.969～1.110,回归系数b为-0.073～0.096.二灰稳定类材料的疲劳方程的回归系数a为1.129～1.173,回归系数b为-0.079～-0.083.0.70应力水平下水泥稳定碎石骨架密实结构的疲劳寿命对数为3.602,悬浮密实结构的为3.118,因此,骨架密实结构的抗疲劳性能优于悬浮密实结构.0.70应力水平下二灰稳定碎石的疲劳寿命对数为5.006,水泥稳定类材料的疲劳寿命对数最大为3.724,因此,前者的抗疲劳性能优于后者.     

混合砂混凝土弯曲疲劳性能研究

开展了混合砂混凝土在3种应力水平下的弯曲疲劳试验,进行了混凝土疲劳寿命的威布尔分布检验,拟合了平均弯曲疲劳寿命的lg S-lg N方程、考虑失效概率的F-lg S-lg N方程,计算了混凝土疲劳极限强度。结果表明:混合砂混凝土的疲劳寿命符合两参数威布尔分布;相同应力水平下,随着失效概率的减小,疲劳寿命随之减小。混合砂混凝土疲劳寿命N=2×106时,疲劳强度折减系数为58%。     

基于疲劳方程的水泥乳化沥青稳定碎石基层试验研究

水泥乳化沥青稳定碎石作为路面结构基层材料,其路面结构设计的控制指标也应是抗拉强度,因此,对路面结构进行疲劳寿命预测,以验证设计的合理性是非常必要的。根据水泥乳化沥青稳定碎石基层配合比设计结果,对三种不同配比组成的梁式试件在控制应力水平的条件下进行疲劳性能试验,研究材料的抗疲劳能力,并建立疲劳寿命预估方程,对水稳碎石基层施工具有指导意义。     

不同层间接触条件下水泥稳定碎石疲劳性能研究

为了研究不同应力水平下各因素对水泥稳定碎石疲劳性能影响程度的大小,对一次整体成型、分层连续成型、分层间断成型3种不同层间接触状态的水泥稳定碎石试件分别进行了疲劳试验、剪切试验、抗压试验、劈裂试验、抗折试验,在水泥稳定碎石疲劳性能结果分析的基础上,利用灰色关联度分析方法,对影响水泥稳定碎石疲劳性能的因素进行了排序与分析。结果表明:在相同的材料组成及养护条件下,随着层间粘结性的降低,水泥稳定碎石基层的疲劳寿命明显降低;各因素对水泥稳定碎石疲劳性能影响的灰色关联度排序为:接触状态和抗剪强度、抗折强度、劈裂强度、抗压强度、抗压回弹模量。     

沥青稳定基层ATB25混合料疲劳试验研究

沥青稳定基层耐疲劳性能是柔性基层沥青路面使用寿命的关键影响因素。对5种级配的沥青稳定碎石基层ATB 25混合料进行了控制应力的三分点小梁弯曲疲劳试验;分析了矿料级配、沥青品种对疲劳性能的影响。研究表明:不同级配的沥青稳定基层ATB 25混合料疲劳性能差别不大,说明采用低标号沥青的沥青稳定基层对应力水平变化更敏感。通过试验结果的同归分析并考虑现场修正系数,获得了沥青稳定基层的疲劳方程,可为柔性基层沥青路面结构设计提供参考。     

沥青稳定碎石疲劳性能关键影响因素分析

为了确定影响沥青稳定碎石基层疲劳性能的关键因素,基于ATB25与ATB30两种密集配沥青稳定碎石混合料,选择9种集料级配、3种沥青,以13种混合料试件的10项材料试验数据为参考列,以沥青稳定碎石疲劳方程中的k值与n值为比较列,进行影响沥青稳定碎石疲劳性能的灰熵分析,得到不同参数对沥青稳定碎石疲劳性能影响的显著程度,并在此基础上运用对应分析的统计学研究方法对相关结论进行统一.研究结果表明:沥青混合料的沥青饱和度、油石比这两项因素是影响沥青碎石稳定基层疲劳性能的最关键因素;沥青饱和度影响着沥青体积百分率和矿料间隙率,而油石比的变化会导致沥青饱和度和沥青膜厚度随之变化,从而显著影响沥青混合料的疲劳寿命.     

木质素纤维增强型透水性沥青稳定碎石疲劳研究

为提高增强型透水性沥青稳定碎石（asphalt treated permeable base,ATPB）的抗裂性能和耐久性,以SBS改性沥青为胶结材料配制掺入木质素纤维的ATPB混合料——纤维增强型透水性沥青稳定碎石（fiber asphalt treated permeable base,FATPB）,并制作不同木质素纤维掺量的FATPB-25梁式试件进行不同应力比下的四点弯曲疲劳试验。将木质素纤维掺量为0.3%的FATPB-25与普通的AC-25、ATB-25的疲劳性能进行对比分析,探究考虑失效概率的应力比与纤维掺量对疲劳寿命的影响。研究结果表明：纤维掺量为0.3%的FATPB-25的抗疲劳性能明显比普通的AC-25和ATB-25的高,可用作耐久型的透水性下面层或柔性基层;通过包含失效概率的双对数方程可以对FATPB-25的疲劳寿命进行预测。     

沥青路面冷再生混合料疲劳性能

通过劈裂拉伸和控制应力的方式对再生混合料的疲劳性能进行了室内试验研究，总结了疲劳方程和疲劳曲线，分析了温度对疲劳性能的影响，并与相似试验条件下一般水泥稳定类材料的疲劳规律进行了比较。结果表明，随温度降低再生混合料的疲劳阻抗提高了，同时其疲劳寿命对应力水平的敏感程度也有所增强，在高应力水平下其具有比一般水泥稳定类材料更为优越的疲劳性能。