沥青混合料小梁断裂试验与分析

本文利用切口小梁的疲劳断裂试验模拟了沥青路面裂纹的扩展行为,研究了裂缝位置对断裂情况的影响。并通过有限元分析软件ANSYS对不同应力水平和不同裂缝长度下的小梁应力强度因子进行了分析,并利用数值分析结果对小梁疲劳断裂试验现象进行了解释。     

路面材料疲劳损伤分析及疲劳寿命预估

针对路面结构在车辆荷载作用下的疲劳损伤演化及疲劳寿命,运用损伤力学相关理论建立梁式结构的疲劳损伤演化模型,并结合小梁疲劳试验,分析路面材料小梁试件在重复加载下的疲劳损伤演化规律及疲劳寿命。结果表明,对于沥青混合料、水泥稳定碎石、二灰土3种材料而言,当疲劳损伤演化模型指数p分别取4.0、7.2、6.3时,理论分析得到的小梁跨中挠度和疲劳寿命与试验结果比较接近;对于3种材料的小梁试件,随着荷载循环次数的增加,小梁底缘中点的损伤度逐渐增加,且增加的幅度逐渐增大,体现出非线性变化的规律;随着荷载循环次数的增加,小梁跨中挠度逐渐增加,且增加的幅度逐渐增大,与损伤度的变化规律一致。     

含层间界面的复合小梁疲劳性能影响因素的交互作用

为探讨在车辆荷载重复作用下,铺面材料疲劳性能的变化规律,采用含有层间界面的复合小梁进行四点弯曲疲劳试验。通过改变复合小梁的材料组合方式、黏层油类型及用量,以及应变水平等影响因素,测定复合小梁试件的疲劳寿命。结果表明:(1)对于双层均为密实型材料的复合小梁,各因素对其疲劳寿命的影响大小顺序为黏层油用量应变水平黏层油类型,对于上层为空隙型、下层为密实型的复合小梁,各因素影响顺序为应变水平黏层油用量黏层油类型;(2)随着上层沥青混合料空隙的增大,层间黏结性能下降,复合小梁疲劳寿命减小,而随着黏层油用量的增加,层间黏结性能先增后减,复合小梁的疲劳寿命也先增后减;(3)混合料级配类型及材料性质在影响复合小梁疲劳寿命的因素中居主导地位,SMA-13与SMAP-5的结构组合整体性最好,疲劳寿命最大;(4)确定了复合小梁疲劳寿命与黏层油用量之间的相互关系,并采取现象学法疲劳模型,建立疲劳寿命方程。     

AC-16沥青混合料抗裂性能评价

基于缓裂沥青混合料（CAM）的设计理论,设计了两组不同级配的混合料。为评价沥青混合料的抗裂性能,通过分析路面裂缝类型,设计了一种预切口小梁的弯曲疲劳试验,采用低温小梁弯曲试验验证了此试验方法。结果表明,两种试验方法所得结论相同,且预切口小梁的弯曲疲劳试验中不同级配的混合料结果差异显著。通过对破坏应变、破坏强度、弯曲应变能临界值和弯曲疲劳次数这4种评价指标的比较分析,从中找出最佳的评价指标。     

SMA沥青混凝土断裂与疲劳性能试验研究

主要分析SMA沥青混凝土的断裂与疲劳性能.采用小梁三点弯曲试验分析不同温度(-10～60℃)对SMA沥青混凝土弯曲强度、最大弯曲应变、弯曲劲度模量和断裂应变能密度的影响,同时采用小梁四点弯曲试验研究其疲劳性能.试验结果表明SMA沥青混凝土各项力学性能呈明显的温度依赖性,其疲劳寿命可采用典型的沥青混合料疲劳模型进行预估,...     

新旧沥青路面黏结界面处理方式对路面性能的影响试验

为研究新旧沥青路面黏结界面对修补路面性能的影响,采用含界面黏结缝的复合小梁以模拟修补后的新旧沥青路面,以界面黏结材料类型及用量、黏结面形式作为影响因素,分别进行了复合小梁的四点弯曲疲劳和拉拔正交试验。结果表明:①黏结面形式对复合小梁的疲劳寿命影响最大,黏结材料类型对复合小梁的界面黏结强度影响最大;②为综合提高复合小梁的疲劳寿命和界面黏结强度,建议最佳界面处治方案为:采用0.6kg/m~2的高黏弹改性乳化沥青均匀涂抹在倾斜角为30°的切割面;③即使采用结论②中的最佳界面处治方案,其复合小梁的疲劳寿命仍远远低于正常无缝路面。     

温拌橡胶沥青混合料双面剪切疲劳试验研究

通过采用Abaqus有限元软件,建立力学分析模型,模拟沥青混合料小梁试件在双面剪切破坏过程中的受力状态。通过对沥青混合料小梁试件数值模拟,分析沥青混合料小梁试件在双面剪切受力状态下其内部的应力应变分布规律。并根据模型选择应力加载方式控制试验参数,采用自制双面剪切试验夹具,利用应力控制的方式进行双面剪切试验,研究沥青混合料的疲劳性能。通过双面剪切疲劳性能试验得到温拌橡胶沥青、橡胶沥青和SBS改性沥青的疲劳性能,分析温拌剂和橡胶粉对沥青混合料疲劳寿命的影响。     

沥青混合料两点小梁疲劳试验结果变异性研究

2点小梁疲劳试验随着高模量沥青混合料在国内的应用,中国尚缺乏关于2点疲劳试验结果变异性的研究。通过不同种类沥青混合料的2点小梁疲劳试验,分析试件空隙率分布、沥青类型、混合料种类对实验结果精度的影响,分析结果表明空隙率大小、空隙率变异系数、疲劳寿命大小、加载应变对疲劳结果的变异性影响没有一致性规律,反映出疲劳试验本身具有较大变异性而与实验条件关系不大。通过对疲劳变异性的概率分布统计,基于90% 保证率建议2PB平行结果采用变异系数≤50% 的标准,对疲劳结果质量指标采用Δε6≤10με的标准。     

沥青混合料四点弯曲疲劳试验方法及夹具改进

综合介绍了沥青混合料四点弯曲小梁试件疲劳试验方法.在开展了近千次沥青混合料四点弯曲疲劳试验的基础上,分析评价了夹具的设计、疲劳试件的制备、疲劳试验的控制等环节中可能存在的影响沥青混合料四点弯曲疲劳试验结果的因素.并提出了保证和提高四点弯曲疲劳试验结果精确性的操作方法与相关建议.     

多孔混凝土疲劳对比试验研究

多孔混凝土作为道路结构基层,具有优良的排水性能。本文在改性多孔混凝土小梁室内疲劳试验的基础上,分析疲劳寿命试验数据的概率分布,证实多孔混凝土疲劳寿命服从双参数的威尔布分布,并建立了不同应力水平条件下的疲劳方程。通过与其他材料的对比,得出添加剂和用水量对多孔混凝土疲劳寿命有决定性影响。     

钢桥面铺装材料疲劳性能研究

针对钢桥面铺装层容易出现疲劳开裂与车辙破坏的特点,提出采用4种有代表性的铺装层沥青混合料,通过应变控制模式下的四点弯曲疲劳试验方法,研究其疲劳特性以提高钢桥面铺装层的抗疲劳耐久特性和高温稳定性。通过多个应变水平下的疲劳试验,分析了沥青混合料劲度模量与改性沥青品质、疲劳寿命、滞后角的关系,验证了疲劳寿命与累积耗散能在双对数坐标下的线性关系,得出不同改性沥青混合料的疲劳曲线和疲劳方程。不同的铺装层材料很难建立相同的疲劳预测模型,只能根据直接的疲劳试验获得混合料的抗疲劳耐久特性。     

基于均匀试验设计的沥青混合料疲劳性能外界影响因素评价

应用了一种称为均匀试验设计的部分因子设计方法,开展了外界环境影响因素与沥青混合料疲劳性能之间的关系研究。考虑的外界环境影响因素包括应变水平、温度、加载频率和沥青老化水平。建立了外界环境影响因素与初始劲度模量、疲劳寿命、滞后角以及累计耗散能间的关系,发现外界环境影响因素与沥青混合料疲劳性能之间存在很好的相关性。结果表明,均匀试验设计是一种有效的试验设计方法,均匀试验设计可以在较少的试验次数下获得同等的试验效果。     

密实型超薄沥青混合料的试验研究

选用SMA—10级配中值、中、上限均值和SAC-10中值3条级配曲线，研究了超薄沥青混合料的路用性能和使用性能。以空隙率4％为设计目标，建立了2．36mm通过率与最佳沥青用量、宏观构造深度及摩擦系数之间的关系，并对3种级配的超薄沥青混合料做了简要的性能分析和经济评价，研究结论对超薄沥青混合料的设计具有参考价值。     

界面污染对沥青小梁疲劳性能的影响研究

为研究层间界面的污染情况对沥青铺面整体使用性能所产生的影响，采用由不同类型混合料复合而成的、含有层间界面的复合沥青小梁，进行抗剪强度试验和四点弯曲疲劳试验，以机油污染和黄土污染作为污染源，调整污染量，用于模拟施工过程中可能存在的污染情况，并对其在不同工况下的层间抗剪强度及整体疲劳寿命进行测定。试验结果表明：（1）就各类影响层间抗剪强度因素的敏感性而言，机油污染的敏感性要高于黄土污染；（2）同等试验条件下，随着污染量的增加，复合小梁的疲劳寿命显著减小，一定程度后逐渐趋于稳定；（3）在相同污染量工况下，机油对于层间粘结性能的影响要大于黄土污染对其产生的影响；（4）就弯曲劲度模量损失量而言，当污染量达到一定程度后，复合小梁的层间粘结性就会丧失。     

再生沥青混合料节能与减碳效益研究

为了解再生沥青混合料的使用是否确实为路面工程中节能与减碳的有效方法,研究使用美国再生材料资源中心所开发的路面环境影响试算表（PaLATE）,配合国内沥青厂提供的工艺耗能信息,比较有添加旧料的再生沥青混合料和全新材料的一般热拌沥青混合料的生命周期排碳量与工艺耗能,从节能减碳的角度对使用再生沥青混合料的效益进行评估,并以不同的性能情形进行敏感度分析。尽管大多数学术研究均认为再生沥青混合料的性能并不劣于新料沥青混合料,但仍有文献指出实际经验中再生沥青混合料的耐久性较差,由分析结果也可发现再生沥青混合料工艺的能耗量并不一定会较新料拌制的传统沥青混合料的要低。然而,因为使用旧料能够较少天然资源的使用,可减少生产天然材料的耗能与排碳量,敏感度分析表明,含30%旧料的再生沥青混合料若可达到新料沥青混合料寿命的83.7%和79.53%以上,则可有正面的节能和减碳效益。若沥青拌合厂可有效执行废热回收等节能减碳措施,更能进一步降低拌制再生沥青混合料的耗能与排碳量。     

沥青混合料老化模拟试验方法与验证研究

应用沥青针入度、布氏粘度和DSR频率扫描等试验方法,评价了SHRP沥青混合料短期老化(STOA)和长期老化模拟方法(LTOA)的老化程度,并与经过SHRP沥青胶结料的标准短期老化(RTFO)和长期老化(PAV)方法后的沥青胶结料性能进行了对比研究。发现LTOA老化与PAV老化两者的老化程度基本相近,而STOA老化程度则要比RTFO老化严重一些。结果表明在沥青混合料性能试验评价过程中充分考虑老化因素的影响是必要的。     

路面裂缝修复中改性聚氯氨酯与SBS改性沥青物理性能研究

为了探究路面裂缝修复中改性聚氯氨酯与SBS改性沥青物理性能,通过疲劳试验与抗渗试验对两种材料进行对比分析,结果表明;改性聚氯氨酯与SBS改性沥青两种材料作为路面裂缝的补料均可满足路面的路用性能需求.改性聚氯氨酯材料在修复路面裂缝后的疲劳期相对于SBS改性沥青材料的要短,并且SBS改性沥青材料的抗疲劳性能更强.对于抗渗能力,两种材料的抗渗等级一致.改性聚氯氨酯材料的耐水压力与渗水压力相对于SBS改性沥青材料更大.     

低温地区沥青混合料冻融疲劳特性分析

通过冻融及非冻融沥青混合料疲劳试验对沥青混合料的疲劳特性进行了研究，利用试验结果，得出了冻融前后不同油石比沥青混合料的耗散能疲劳方程。分析结果表明：冻融对混合料疲劳寿命产生很大影响，同时提出了高寒地区满足抗疲劳性能的最小油石比。为工程设计提供了理论依据。     

沥青稳定基层混合料疲劳性能试验研究

对5种级配的沥青稳定基层混合料进行了控制应变的三分点小梁弯曲疲劳试验,分析了级配、沥青用量、沥青品种和温度对沥青稳定基层疲劳性能的影响规律。研究表明:悬浮密实型沥青混合料的疲劳性能较嵌挤型沥青混合料好得多;沥青用量增加,疲劳寿命显著增长,由马歇尔方法确定的最佳沥青用量并非沥青混合料疲劳性能最佳的沥青用量;沥青混合料疲劳寿命随试验温度的提高而显著增长;采用改性沥青的沥青混合料疲劳性能较普通沥青有一定改善。这些规律可以为沥青稳定基层的混合料设计提供参考。     

不同交联度环氧沥青混合料低温弯曲性能研究

采用交联度分别为75.3%,71.4%,67.3%和58.4%的环氧沥青混合料进行-20℃,-10℃,0℃,10℃温度下小梁三点弯曲性能试验,构建了混合料弯曲强度、弯曲模量、弯曲破坏应变及弯曲应变能密度与温度、交联度的关系方程。结果表明：不同交联度的环氧沥青混合料弯曲强度与模量随着温度的提高而降低,弯曲破坏应变与弯曲应变能密度随着温度的提高而增大;不同交联度的环氧沥青混合料弯曲强度、弯曲模量、弯曲破坏应变及弯曲应变能密度与温度关系基本一致,各弯曲性能参数的温度敏感区间基本相同;温度敏感区间弯曲性能参数变化幅度较大,低于温度敏感区间,则弯曲性能参数变化幅度较小;环氧沥青混合料低温弯曲性能参数与温度、交联度之间具有较好相关性,提出的回归方程可以用于混合料低温弯曲性能预测。