一种评价沥青混合料的疲劳断裂和破坏特性的简单试验方法

文中介绍一种简单合理的疲劳试验仪器和分析方法。先通过3种循环扭转荷载试验,确定基本线粘弹材料特性和沥青基体的疲劳特性;再利用图片进行破坏分析,发现通常沥青基体试验结果不但与沥青胶结料试验数据一致,且与沥青混凝土疲劳试验结果相吻合。研究发现,这是一种快速、可重复且精确度高的试验方法。     

预测沥青混合料疲劳裂缝路径的新方法

采用四点弯曲疲劳试验,获取沥青混合料试件加载前与加载过程中的图像,结合数字图像相关方法计算出变形后试件底面与侧面的位移场和应变场,从而预测其疲劳裂缝的发展路径.此外,考虑到计算窗口大小对计算精度有较大影响,计算分析了不同位移大小时计算窗口对精度的影响,确定了适合沥青混合料的最优计算窗口大小,可为以后的计算提供参考.     

应用能量原理预测沥青混合料的疲劳破坏

对不同沥青品种、不同级配类型的１０种沥青混合料进行了劈裂疲劳及劈裂蠕变试验，分析了两种试验的联系及其必然性。用疲劳与蠕变的应力比分析了疲劳与蠕变试验结果的差异，并应用能量耗散理论分析蠕变累积能耗与疲劳蠕变应力比的关系，最终建立了用蠕变试验的累积流动能耗预测沥青混合料疲劳性能的统计方程。对建立的预测方法用疲劳方程等进行了检验。     

沥青混合料疲劳损伤的研究

以累积损伤为基础理论，根据六种沥青混合料的劈裂疲劳试验结果，通过分析能量损耗对损伤累积的影响关系，建立了反映沥青混合料疲劳特性的能量方程。研究了疲劳损伤机理及破坏中能量的累积规律，为建立沥青混合料损伤破坏统一模型奠定基础。     

沥青混合料数字图像处理技术的方法研究

本文重点研究了采用数字图像处理技术评价沥青混合料组成结构的可行性，根据混合料的自身特点探索了有效的图像处理技术，包括沥青混合料图像的获取、初步分析、增强处理、颗粒分析等技术，在此基础上提出利用参数颗粒主轴方向评价压实后的混合料结构稳定状态，试验结果表明效果良好。     

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,...     

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。     

沥青混合料水破坏试验方法评价及改进设想

在回顾沥青混合料水破坏试验方法的基础上,分析了目前试验及评价方法的缺陷,进而提出对沥青混合料水破坏试验方法进行改进的设想。     

沥青混合料离析对沥青混凝土路面疲劳寿命的影响

将沥青混合料离析分为无、轻度和重度3种水平,根据不同程度离析混合料级配、沥青用量与空隙率等关键指标,计算不同季节不同离析程度的沥青混合料动态模量。根据动态模量,进行力学分析,计算得到不同程度离析发生在各个结构层时沥青混凝土层层底拉应变。运用AI疲劳方程,计算各个沥青混凝土层疲劳寿命,结果表明,发生离析层位的疲劳寿命大大减小,同时对其他没有发生离析层位的疲劳寿命也有一定的影响。     

乳化沥青结构层疲劳设计方法探讨

在分析乳化沥青混合料特性的基础上，采用美国AI的疲劳方程并作一定的修改，以使之适用于我国的标准，然后运用迈纳尔疲劳积累损坏定理，确定出适用于乳化沥青结构层的疲劳设计方法。     

沥青混合料疲劳模型研究分析

总结了目前国内外沥青混合料基本疲劳力学模型,简要分析了不同模型的特点及差别,认为其分别是在不同的试验方法、试验条件及考虑不同的参数下所得出,各自有具体适用范围,使用中应结合本地区具体条件通过实验修正得到疲劳模型。     

基于控制应变周期荷载试验预估沥青混凝土疲劳寿命

疲劳裂缝是路面破坏的一种,为路面受到长期、反复的荷载后,由内部产生的微小破坏开始,渐渐加深、延长,从沥青面层底部由下而上累积成为类似鳄鱼皮般的表面龟裂,进而影响路面的性能。研究的主要目的是探讨沥青混凝土的裂缝生成与疲劳寿命,采用级配类型为AC—20的某高速公路的现场钻芯试件,进行室内控制应变疲劳试验,应用劲度变化曲线的裂缝生成机制,与应力-应变回圈面积的消散能理论,推估沥青混凝土疲劳寿命与临界应变。结果表明,应用劲度变化曲线与消散能理论,所得的疲劳寿命都有一致性,故可判断其都可作为疲劳寿命的定义。其中以劲度变化曲线较为便捷,可以作为推估裂缝生成与疲劳寿命的参考方法。可作为沥青混凝土路面疲劳研究与设计的参考。     

沥青混合料强度试验方法及破坏准则研究评述

复杂应力状态下沥青混合料强度特性研究,是一个重要且困难的问题,关键是选择合适的强度试验方法。基于此,该文对常用的沥青混合料强度试验方法进行了分析和评述,认为有必要创新三轴试验设备,开展复杂应力状态下沥青混合料破坏准则研究。     

基于耗散能理论的沥青混合料疲劳性能研究

文章针对目前常用的通过建立初始力学响应与疲劳寿命之间关系,分析混合料疲劳性能,预测沥青混合料疲劳寿命的方法的缺陷,运用耗散能理论,对疲劳能耗及疲劳方程进行了分析,根据试验结果及线性关系,可得到沥青混合料的疲劳特性及疲劳规律。     

沥青混合料疲劳失效判别和破坏特征分析

目前我国规范中的沥青混合料疲劳失效判断依据是以弯曲劲度模量衰减至初始劲度模量的50%做为沥青混合料室内疲劳试验的终止条件,国内外尚对该结果的合理性存在不同的质疑。文中将沥青混合料疲劳失效过程划分为6个阶段,划分出小梁疲劳作用的受拉区及受压区,从而定义弯曲疲劳失效的6个阶段,修正得到全过程疲劳寿命曲线,同时对各阶段完成后小梁进行CT扫描。结果表明,可通过三维重构划分的方法可视化孔隙变化的状况,明晰沥青混合料疲劳失效的判断准则。     

一种新的沥青混合料疲劳性能评价方法

根据Lemaitre应变等效假设,定义沥青混合料疲劳损伤参量,并在分析沥青混合料疲劳损伤过程的基础上,定义新的疲劳破坏标准。然后通过三分点小梁弯曲疲劳试验建立基于损伤理论的沥青混合料疲劳性能评价方法。重合性检验表明,该损伤疲劳模型与荷载控制模式无关,从而可以更合理的评价混合料疲劳性能。     

沥青混合料疲劳性能试验与表征方法综述

针对沥青混合料疲劳耐久性设计参数的不确定性与不科学性问题,从疲劳试验方法及疲劳性能表征模型两方面对沥青混合料疲劳性能表征的发展现状、存在的问题进行了综述,并总结了其未来发展方向。沥青混合料疲劳性能主要通过室内外不同疲劳试验进行研究,不同试验方法所用沥青混合料试件的尺寸、形状,试件内部所处应力状态及试验条件皆各不相同,而沥青混合料是一种由沥青结合料与不同粒径矿料通过搅拌和碾压而成的多相、多组分、多尺度黏弹性混合料,其力学响应具有显著的时间、温度与应力状态相关性,不同试验方法所对应的加载速度、试验温度及应力状态存在较大的差异性,故其试验结果呈现出显著的不确定性,其疲劳性能表征模型参数也存在显著的差异性;此外,常用的室内材料疲劳试验方法大多为一维或二维应力状态下的疲劳试验,这与沥青路面结构实际服役过程中所处的三维应力状态不符;沥青混合料疲劳性能表征方程大多来源于一维应力状态下的疲劳试验结果,因此,用简单应力状态下的材料疲劳试验方法与性能表征模型难以客观表征三维应力状态下沥青路面结构的疲劳抗力,从而导致沥青路面疲劳耐久性设计存在较大的偏差。建议开发与沥青路面服役状态一致的三维应力状态下的疲劳试验方法,并建立三维应力状态下疲劳表征模型,以消除不同试验方法及试验条件对沥青混合料疲劳性能表征的影响,提高沥青混合料疲劳性能表征的有效性与完备性。