沥青混合料半圆弯拉强度与间接拉伸强度对比分析

强度是与沥青混合料路用性能密切相关的一项指标,采用半圆弯拉试验评价沥青混合料弯拉强度是一种新型试验方法。基于三维有限元模型建立半圆试件底部中心点应力公式,在考虑试件切割损耗情况下得到的应力系数更符合实际。采用半圆弯曲和间接拉伸2种试验方法对AC-9.5和AC-16两种沥青混合料在4个温度下进行强度试验,试验结果表明,半...     

基于Abaqus沥青混合料SCB试验参数敏感性分析

为了分析半圆弯曲试验(SCB)对试件尺寸和加载条件的敏感性,设计正交试验,采用Abaqus软件建立半圆试件受力模型,分析试件厚度、切口深度、切口宽度、支点间距等因素对半圆试件抗拉应力的影响.试验结果表明:采用极差分析法和方差分析法分析带切缝的半圆弯曲试件拉应力敏感性,各因素对拉应力影响程度依次为支点间距＞切缝宽度＞试件厚度＞切缝深度.在进行半圆弯曲试验时,试件制作过程中要控制切缝宽度的影响,在加载过程中要控制好支点间距.试验最优参数为:试件厚度50mm,切缝深度和宽度分别为15、1.6 mm,支点间距与直径比为0.8.     

基于ANSYS的带切口沥青混合料试件半圆弯曲试验参数分析

采用带切口的试件进行半圆弯曲试验(SCB),可以更好地评价存在反射裂缝的沥青混凝土路面的抗裂性能。为了明确试件厚度、切口宽度、切口深度、支座间距等试验参数对带切口SCB试件力学响应的影响,采用ANSYS建立三维有限元模型对SCB试验进行数值模拟。计算结果表明:试件厚度选择50mm,切口宽度选择1.5mm较为合适;切口深度需要选择15mm、20mm、25mm等3个切口深度值再进行试验验证;支座间距为试件直径的0.8倍时,切口底部拉应力最敏感。     

半圆弯拉试验与间接拉伸试验的比较

该文对表征热拌沥青混合料抗拉强度的半圆弯拉试验和间接拉伸试验结果采用数值分析方法进行了对比分析。半圆弯拉试验可以显著减少加载带下的永久变形,与间接拉伸试验相比,它更适用于评价热拌沥青混合料的抗拉性能。研究结果表明,半圆弯拉试验与间接拉伸试验完全可以相比较和转换,半圆弯拉试验可以替代间接拉伸试验来评价沥青混合料的强度性能。     

沥青混合料3种疲劳试验方法对比分析

采用小梁弯曲试验、半圆弯拉试验、间接拉伸试验3种方法,进行多因素影响下的沥青混合料疲劳试验的对比分析。采用SMA-13、SMA-20两种级配,基于3种试验方法分别进行不同温度、频率、应力比以及空隙率的疲劳试验。对试验结果进行极差和方差分析,比较不同因素对混合料疲劳寿命的影响,并采用多元线性回归方法建立疲劳方程。研究结果表明:同一条件下,不同试验方法所得出的疲劳寿命和主要影响因素并不相同,疲劳寿命表现为:间接拉伸试验小梁弯曲试验半圆弯拉试验,推荐采用简便可靠的半圆弯拉试验模式进行沥青混合料的疲劳性能研究。     

纤维沥青混合料抗裂性的试验评价方法

根据马歇尔试验方法设计AC沥青混合料和SMA沥青混合料,采用间接拉伸试验、三点弯曲试验和开口半圆弯拉试验3种试验方法比较纤维沥青混凝土抗裂性能,比较不同试验方法和试验评价指标的稳定性。研究表明,最大应变和应变能是较为稳定的评价指标;间接拉伸试验试件制备较为简单,比较适合工程应用,并且试验结果较为稳定。     

基于二维离散元法的沥青混合料低温开裂研究

基于离散元软件PFC2D建立沥青混合料半圆弯拉试验数值模型,该模型开展半圆弯拉试验的模拟和分析,通过试验和模拟中荷载峰值对比,验证了模型的合理性与科学性,分析了沥青混合料空隙率、级配类型对断裂韧性的影响以及不同级配拉压力链与断裂特性之间的联系。研究表明:纯I型断裂模式下,AC-5断裂韧性受空隙率影响较大,空隙率较低的沥青混合料具有较好的抗低温受拉开裂性能。其抗断裂能力与最大公称粒径成正相关,集料粒径对沥青混合料的混合断裂行为有显著影响,AC-13具有较高抗裂性。另外,接触拉压力链能够较好地表征混合模式下低温沥青混合料开裂特性与受力分布之间的联系。     

LDPE改性橡胶沥青应力吸收层路用性能研究

提出了一种新型的LDPE橡胶沥青应力吸收层,并与Strata应力吸收层,SBS沥青应力吸收层和橡胶沥青应力吸收层的路用性能进行对比研究.通过在常温(23℃)、高温(60℃)和水损害3种条件下复合试件拉拔试验和斜剪试验、四点弯曲疲劳试验和低温劈裂试验,对比分析了4种应力吸收层的路用性能.研究发现:LDPE的加入显著增强了...     

基于拉压模量同步测试的岩沥青改性沥青混合料疲劳损伤特性

为了揭示岩沥青作为改性剂对沥青混合料疲劳性能的影响,利用MTS材料试验系统对岩沥青改性沥青混合料进行了四点弯曲疲劳试验,并对比了其与SBS改性沥青混合料的疲劳性能,分析了岩沥青对基质沥青混合疲劳性能的改善效果;定义模量衰减为损伤变量,基于四点弯曲拉、压弯模量同步测试法同时得到沥青混合料拉、压和弯曲回弹模量,建立了沥青混合料不同模量衰变方程。研究结果表明:岩沥青加入基质沥青混合料能显著改善其疲劳性能,与SBS改性沥青混合料疲劳性能相当;从拉、压、弯模量衰减斜率绝对值大小来看,拉伸模量斜率最大,其次是弯拉模量,压缩模量斜率最小;临界破坏时拉伸模量的衰减比大于压缩模量的衰减比,即试件发生开裂破坏并非是压缩模量的衰减所导致,而是由拉伸模量衰减过快引起的,导致中性面以下受拉区域损伤累积加剧,最先发生开裂,为试件的破坏源;在弯拉疲劳应力状态下,沥青混合料的拉、压模量衰变规律具有较大的差异性,拉伸模量衰变速率大于压缩模量衰变速率,因此在受拉区将产生较大的损伤,说明了模量衰变曲线稳定阶段拉伸模量衰减速率的过快及衰减末期压缩模量破坏点的滞后性,同时也间接反映出拉伸模量衰变速率的快慢是决定沥青混合料疲劳性能是否优越的关键因素。     

大尺寸纤维沥青拉伸断裂与抗裂性能研究

设计了纤维沥青的大尺寸试件低温拉伸断裂试验,实测了纤维沥青低温拉伸断裂时纤维的桥联应力。采用混合料低温弯曲断裂试验研究了纤维沥青混合料的低温抗裂性能,并通过对各种因素和混合料抗裂性能的灰熵关联度分析,发现了拉伸断裂试验结果与混合料低温抗裂性能有很好的相关性。     

沥青混合料劈裂试验数值模拟

应用有限元软件ABAQUS,采用合适的材料模型建立有限元模型,模型网格按不同密度进行划分,对沥青混合料劈裂试验进行二维与三维数值模拟对比研究。通过研究,对劈裂试验中沥青混合料试件内的应力、应变分布及变形特性和变化规律有了深入的认识,并据此得出沥青混合料的强度参数。结果表明,有限元模拟中,网格划分密度、划分形式对模拟结果有较大影响;对于不同的沥青混合料,其劈裂试验模拟应以相应材料的单轴抗压试验结果为材料特性进行定义;经三维模拟及理论对比验证,简化二维模型在一定条件下是可行的。对沥青混合料性能试验进行数值模拟研究,是一种形象直观、快速高效的研究手段,对沥青混合料研究水平的提高有一定意义。     

基于SCB试验的沥青混合料低温性能评价指标研究

研究沥青混合料低温性能评价指标与路面开裂状况之间关系，是合理确定沥青混合料低温性能评价标准的重要依据。为解决传统小梁弯曲试验同现场开裂相关度不高的问题，针对现场不同裂缝间距段落的芯样，引入半圆弯曲试验（SCB）开展混合料低温断裂与抽提沥青BBR试验研究，建立沥青路面开裂间距与沥青混合料断裂能、断裂韧性、劲度模量等指标的关系。从SCB与BBR对比试验可得出结论：改进后的SCB试验能真实反映吉林地区沥青路面实际低温开裂状况；提出了寒区沥青路面低温开裂判定标准；并通过断裂能及断裂韧性等指标的对比分析，提出采用SCB试验的断裂能作为混合料低温性能的评价指标更为合理。研究成果丰富了沥青混合料低温性能评价方法，为完善沥青路面低温抗裂设计提供了技术支撑。     

常规设备对Superpave沥青路面永久变形的预测

优质路面(Superpave)沥青混合料组成设计方法中对永久变形的预测采用的方法和设备是一般试验设计单位无法满足的。利用沥青路面分析仪(APA)和马歇尔稳定仪研究了影响沥青混合料抗车辙性能的各个因素,并分析了间接拉伸强度和混合料的抗车辙性能的关系,为合理预测沥青混合料的车辙病害提供了重要依据。     

轻型组合桥面弧形缺口应力特征分析及现场试验

为深入研究钢-UHPC （Ultra-high Performance Concrete）轻型桥面组合体系对弧形缺口的应力改善程度，结合一座大跨自锚式悬索桥，针对正交异性钢桥面板（Orthotropic Steel Deck，OSD）结构铺设UHPC层前、后2种情形，选择3种不同弧形缺口形式，分别建立空间实体有限元分析模型，并采用简化加载、响应面加载2种方式进行分析，由此获得了弧形缺口应力、变形分布规律与车辆轴载位置之间的关系，揭示了弧形缺口出现峰值拉、压应力的原因。以此为基础，采用三轴加载车分别在铺设UHPC层前、后进行现场跑车试验，采集了弧形缺口多个关注点在不同横向加载位置的应力响应曲线，获得了各点的应力极值，并与有限元结果进行了对比分析。研究结果表明：铺设UHPC前、后弧形缺口关注点应力特征随荷载分布规律基本相同，面内应力为主、面外应力较小，拉应力主要由荷载偏载产生、加载区域长，而压应力主要由荷载直接作用于弧形缺口顶部产生，且加载区域短；采用传统简化加载方式难以获得弧形缺口处准确的拉应力峰值，并可能导致应力幅偏小，并由此提出了合理的加载方式；本桥五段线弧形缺口形式受力相对较好；铺设UHPC层能有效减少弧形缺口应力峰值，并在一定程度上缓解疲劳问题，是OSD结构提高疲劳性能的一种有效方案。     

基于原子力显微镜的沥青微观损伤机理分析

为揭示微观尺度下沥青的损伤机理，采用原子力显微镜（AFM）对基质沥青及SBS改性沥青进行了测试分析。首先设计了一款AFM原位拉伸试验装置；然后，结合AFM原位拉伸试验测试了拉伸荷载作用下沥青表面不同微观结构及其力学性能；基于形貌测试结果和ABAQUS软件建立了沥青的二维有限元模型，分析了拉伸荷载作用下沥青表面的应力分布；最后，结合AFM测试结果和有限元模拟结果分析了沥青的微观损伤机理。研究结果表明：所研究的基质沥青表面存在3种微观结构，即蜂状结构、蜂壳结构和间隙结构，SBS改性沥青无明显蜂壳结构；间隙结构抗变形能力最弱，蜂状结构抗变形能力最强；SBS改性剂的加入降低了沥青表面的应力，且使应力分布更均匀；拉伸荷载作用下，沥青表面会出现相分离，随着荷载增大相分离现象加剧，相分离出现在沥青表面应力最大处；拉伸荷载作用下沥青的损伤演化过程中，沥青应力较大的间隙结构首先出现相分离，随着荷载增加，相分离不断加剧直至微裂纹产生。     

泡沫沥青冷再生混合料疲劳性能的探讨

依据现有热拌沥青混合料疲劳试验的研究成果,结合泡沫沥青冷再生混合料的特点,确定了疲劳试验的参数,即采用10 Hz半正弦波荷载进行劈裂疲劳试验.基于不同的级配以及不同的水泥含量,选用了5种不同级配的泡沫沥青冷再生混合料进行劈裂疲劳试验.根据试验结果将应力水平与疲劳寿命分别在单对数和双对数坐标上采用线性方程进行拟合.通过对疲劳方程分析表明,对于小应力比作用下,少量水泥所引发的脆性性质难以表现出来,而水泥和沥青的综合胶结作用会增强材料的抗疲劳性能;泡沫沥青冷再生混合料与粗粒式热拌沥青混合料相同应力比条件下的疲劳性能基本相当,同时发现在2%的水泥用量之内,增加水泥用量不会明显影响材料的抗疲劳性能.     

重载交通半刚性基层条件下沥青面层的力学响应研究

为研究重载条件下半刚性基层沥青面层的结构力学响应,运用ABAQUS有限元软件计算半刚性基层沥青路面的弯沉、层底拉应力与拉应变、沥青面层最大剪应力,分析轴重、基层模量及厚度对力学响应的影响规律,并通过多因素方差分析研究各因素的影响敏感性。结果表明:轴重对弯沉、层底拉应力与拉应变、沥青面层最大剪应力的影响最明显,基层厚度次之,基层模量的影响最小。