富水条件下沥青混凝土疲劳性能试验研究

根据厚沥青面层自身的受力特点,采用应力控制模式对高速公路沥青路面下面层常用AC-25沥青混凝土进行无水和富水条件下间接拉伸疲劳试验,得到不同应力水平作用下的疲劳试验结果,回归建立了应力-疲劳方程,并从疲劳寿命、疲劳方程特征参数、疲劳破坏形态等方面分析了水对沥青混凝土疲劳性能的影响.研究结果表明,在相同的应力水平作用下,富水沥青混凝土疲劳寿命仅约为无水沥青混凝土的24%～30%;沥青混凝土的应力水平与疲劳寿命在双对数坐标中呈现较好的线性关系,可为沥青路面疲劳寿命预估提供依据;富水状态下试件疲劳破坏表现为剪切和劈裂联合作用形式,充分证明用冻融循环处理条件模拟沥青混凝土富水状态的合理性.     

抗车辙剂对沥青混合料疲劳性能影响的试验研究

为了更好地探讨抗车辙剂加入后沥青混合料的疲劳性能,通过室内试验研究抗车辙剂掺量、应力比和温度等变量对沥青混合料疲劳寿命的影响。并通过回归分析得到应力疲劳方程。结果表明,相同条件下,沥青混合料疲劳寿命随抗车辙剂掺量增多而增大,k值随抗车辙剂掺量的增多明显增大,而|n|值随着抗车辙剂掺量的增多呈现逐渐降低的变化规律,说明抗车辙剂掺量越多,沥青混合料疲劳寿命对应力比的变化的敏感性越低;沥青混合料的疲劳寿命随应力比的增大而降低,疲劳寿命随抗车辙剂掺量的变化趋势越大,其中当应力比超过0.3时,疲劳寿命大幅降低;温度越高,沥青混合料疲劳寿命和k值越小。     

基于修正Neuber方程的沥青路面裂缝形成疲劳寿命预估方法

为预估沥青路面裂缝形成疲劳寿命,根据局部应力-应变理论,通过直接拉伸疲劳试验,建立了沥青混合料的真实应力-应变循环曲线,运用Neuber方程将名义应力、应变转换为局部应力、应变,对循环曲线和Neuber方程进行修正,以符合平面应变问题。通过等应变疲劳试验,建立了沥青混合料的疲劳寿命方程,提出了沥青路面裂缝形成寿命预估方法。根据应变疲劳寿命曲线可合理计算沥青混合料疲劳损伤,由累积损伤可求得沥青路面裂缝形成疲劳寿命。     

环氧沥青混合料的疲劳行为研究

以美国ChemCo环氧沥青为例,按马歇尔设计方法进行了混合料设计,利用万能材料试验机MTS-81完成疲劳试验,并对沥青混合料小梁力学特性进行了检测,从沥青用量、摊铺等待时间、应力比3个影响因素,分析了环氧沥青混合料疲劳性能的变化规律,并回归了环氧沥青混合料的疲劳行为方程。结果表明:疲劳寿命与沥青用量、摊铺等待时间、应力比3个影响因素的关系分别为:随应力比增大而减小,随沥青用量的增大而增大,越过某个特定的时间点之后随摊铺等待时间的增大而减小,疲劳寿命的以10为底的对数分别与3个因素呈幂函数、指数和指数关系;提出多维拟合后的疲劳行为预估方程;并经过验证,此方程的适用范围限于应力比在0.3~0.7以内,沥青用量在5%~8%以内,以及摊铺等待时间在0~120 min以内。     

新疆岩沥青改性沥青混合料疲劳性能的试验研究

为了揭示岩沥青改性沥青混合料的疲劳耐久性,利用MTS-810材料试验系统,分别对普通重交沥青混合料、SBS改性沥青混合料和岩沥青改性沥青混合料等3种混合料进行了不同应力比下的疲劳试验,建立了3种沥青混合料的S-N疲劳方程,并对3种沥青混合料的疲劳试验结果进行了比较.在相同的应力比试验条件下,岩沥青改性沥青混合料的疲劳寿命最大,普通重交沥青混合料的疲劳寿命最小.岩沥青改性沥青混合料S-N疲劳方程参数k最大,n最小.研究结果表明:两个疲劳方程参数k和n均证实了岩沥青改性沥青混合料具有较好的抵抗疲劳荷载的能力.在荷载水平增加相同幅度的情况下,岩沥青改性沥青混合料的疲劳寿命衰减量最小.在相同的级配、油石比和荷载条件下,其疲劳耐久性最好.     

不同级配橡胶沥青混合料疲劳性能研究

为了探究不同条件下橡胶沥青混合料的疲劳性能,选取AC-13和SMA-13两种级配,在不同条件下进行试验,研究了应力水平和加载速率对两种橡胶沥青混合料疲劳寿命的影响,并分别研究了老化时间对AC-13混合料的疲劳寿命和纤维掺量对SMA-13混合料疲劳寿命的影响。试验结果表明,应力比越大,疲劳寿命越低,应力比为0.5是疲劳寿命大幅改变的分界点;随着加载速率的增大,疲劳寿命逐渐增大最后趋于稳定;老化使AC-13混合料的疲劳寿命降低,但前期老化对疲劳寿命影响程度不大,而后期老化使疲劳寿命大幅降低;各应力比下,随着纤维掺量的增多,SMA-13混合料的疲劳寿命都出现先增大后减小的趋势,当掺量为0.4%时疲劳寿命最大。     

聚酯玻纤布复合沥青混合料疲劳性能

通过UTM试验系统对纯沥青混合料（BN）、复合1#聚酯玻纤布沥青混合料（BT）与复合2#聚酯玻纤布沥青混合料（BU）进行了应变控制疲劳性能试验，建立了应变与疲劳寿命的疲劳方程和累计疲劳能耗与应变的回归方程，引入能量方法对疲劳试验结果进行了分析。结果发现聚酯玻纤布复合沥青混合料疲劳性能优于纯沥青混合料疲劳性能，累计能耗与疲劳寿命相关，聚酯玻纤布能够提高沥青混合料的疲劳性能，能量法是研究和评价沥青混合料疲劳性能的有效方法。     

考虑应变和加载频率的RAP沥青混合料疲劳特性分析

系统研究了RAP、加载频率和应变水平对沥青混合料及结合料的疲劳特性的影响,并确定了沥青混合料和结合料疲劳寿命之间的关系。通过梁疲劳试验对两种沥青混合料的疲劳特性进行了对比分析,一种含有RAP,一种不含RAP;分别从这两种混合料中提取了沥青结合料,并进行重复加载疲劳试验。结果表明:RAP会降低沥青混合料的疲劳寿命,延长沥青结合料的疲劳寿命;加载频率越高,沥青混合料和沥青结合料的疲劳寿命越长;应变水平越高,沥青混合料和结合料的疲劳寿命越短。     

沥青混合料常应力弯曲疲劳试验

沥青混合料耐疲劳性能是影响沥青路面使用寿命的关键因素。对AC-13、AC-20、ATB-25三种类型沥青混合料试件进行常应力三分点小梁弯曲疲劳试验,分析温度、加载频率、级配类型等对沥青混合料疲劳性能的影响规律。研究表明：密实型沥青混合料由于含有较多的沥青胶结料,其疲劳性能一般较嵌挤型沥青混合料更好;施加相同应力时,低温条件下沥青混合料的疲劳寿命较高温条件下高;而同一应力比时,高温条件下沥青混合料的疲劳寿命较低温条件下高;较低加载频率对沥青混合料的疲劳寿命影响更为显著。     

沥青混合料疲劳损伤过程的劈裂剩余强度研究

通过劈裂疲劳试验原理,研究经过疲劳损伤后沥青混合料劈裂抗拉剩余强度。依据劈裂疲劳试验方法,设定4个应力比2个加载频率试验条件得出沥青混合料S—N疲劳方程。根据疲劳方程结果与线性损伤理论,规定疲劳损伤程度分别为20%、40%、50%、60%、80%,确定各试验条件下不同损伤程度的疲劳作用次数。经过不同损伤程度疲劳试验后,对各沥青混合料试件进行劈裂剩余强度试验,并建立各试验条件劈裂剩余强度—损伤程度变化规律。为量化计算AC—13型沥青混合料剩余强度随损伤的变化规律,引入指数函数y=keax关系式拟合各试验条件坐标,得出劈裂剩余强度—损伤程度的指数表达式。     

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。     

掺加纤维对橡胶沥青混合料疲劳性能的影响

通过气动伺服BFA试验机进行四点弯曲小梁疲劳试验,选用木质素纤维、聚酯纤维、腈纶纤维及自配橡胶沥青,采用NfNM法、Nf50法对比分析添加纤维对其混合料疲劳性能的影响。此外还考虑了应变水平、沥青用量对混合料疲劳试验结果的影响。结果表明：各种类型的纤维对混合料的疲劳寿命均有不同程度的提高,在1 100με,1 300με,1 500με下NfNM值提高幅度分别超过40%,90%,110%;混合料的疲劳寿命与沥青用量成正比,而与应变水平成反比。     

运用损伤力学理论预测沥青混合料的疲劳性能

运用Alliche A和Francois D提出的分析水泥混凝土疲劳损伤的力学模型计算沥青混合料的疲劳性能，将计算结果与试验结果进行比较发现，其结果与试验值相差非常大。造成这一差别的原因与模型中参数的取值有关，更主要的原因是沥青混合料的损伤演变律并不一定遵循简单的直线关系。对原损伤演变律进行了修正，运用修正的损伤演变律对计算模型进行了推导。经验证，修正的模型的计算结果与试验结果比较接近，可用于预测沥青混合料的疲劳性能。     

沥青含量对混合料疲劳极限特性的影响

利用马歇尔试验确定了沥青混合料的最佳沥青含量,采用控制应变的小梁疲劳试验,研究了最佳沥青含量和富沥青含量混合料弯拉劲度模量随应变水平的变化规律,得到了应变水平与荷载作用次数模型,并分析了2种混合料在不同应变水平和轴次下的疲劳特性。分析结果表明:不同应变水平下,2种混合料弯拉劲度模量随荷载作用次数变化规律基本一致,高应变水平下弯拉劲度模量迅速衰减,低应变水平下初始阶段模量明显降低,随后趋于平缓;以弯拉劲度模量降为初始值的一半作为破坏标准,2种混合料疲劳寿命和应变的关系都呈非线性特征,且低应变水平下曲线呈现典型的渐近线趋势,表明2种沥青混合料具有类似的疲劳极限特性;富沥青含量混合料在高应变水平下对疲劳极限特性影响有限,只有当应变水平小于100με时才对疲劳寿命有明显改善;在进行永久性沥青路面沥青层设计时,不能简单通过增加沥青含量减薄沥青层厚度。     

沥青混合料的疲劳试验与疲劳寿命预测

采用正弦渡荷载对沥青混合料小梁试件的疲劳特性进行了试验研究,并用累积耗散能原理对其疲劳寿命进行预测。试验结果表明：随着加载应力水平的提高,其疲劳寿命是不断降低的。沥青混合料的耗散能能够较好地反映沥青混合料的疲劳过程,是分析和预测沥青混合料疲劳特性的有效方法。     

SBS改性沥青混合料损伤模型分析

通过SBS改性沥青混合料的单轴拉伸试验,分析了粘弹性模型与损伤模型的特性,并耦合成粘弹性连续损伤模型;从能量的角度考虑了SBS改性沥青混合料的疲劳损伤特性和损伤效应,并建立了一种与拉伸应变水平相关的疲劳损伤模型。模型与试验吻合较好,可预测不同拉伸应变水平下SBS改性沥青混合料的疲劳寿命。