基于声发射参数的沥青混合料断裂特性表征方法研究
发布时间：2021-08-24 09:33
随着“一带一路”、“东北振兴”、“长江经济带”等国家重大战略的实施以及改革开放进程的不断推进,交通基础设施建设迅猛发展,在新时代已开启建设交通强国的新征程。沥青混凝土路面（柔性路面）作为我国道路路面的主要结构形式,由于其显著的粘弹特性,在车辆荷载与环境因素的综合作用下容易出现多种病害,如车辙、裂缝、路面松散等。温度裂缝、疲劳裂缝、反射裂缝等均与沥青混合料的断裂特性相关,实现沥青混合料的断裂特性可靠表征,对于改进沥青路面设计方法,保障路面结构安全运营,具有重要的理论及实际应用价值。现有针对沥青混合料的断裂特性表征方法主要包括两大类:理论分析方法（断裂力学、数值仿真等）和微观形态分析方法（数字图像相关、扫描电镜等）。理论分析方法需要依赖材料参数和边界条件的假定,无法真实的反映沥青混合料的断裂过程;微观形态分析方法无法实现材料内部损伤的实时监测。声发射（Acoustic Emission,AE）技术作为一种被动型无损检测方法,具有独特的优势,该技术具有很高的灵敏度,可以实现微米范围内不可见裂纹的有效检测,可以更真实可信的实时反映材料及结构内部损伤的动态变化。本文结合国家自然科学基金项目“季冻...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题的目的及意义
1.2 纤维增强沥青混合料及透水沥青混合料国内外研究现状
1.2.1 纤维增强沥青混合料研究现状
1.2.2 透水沥青混合料研究现状
1.3 沥青混合料断裂表征方法国内外研究现状
1.3.1 基于断裂力学的沥青混合料断裂表征研究现状
1.3.2 基于无损检测技术的沥青混合料断裂表征研究现状
1.4 基于声发射技术的沥青混合料损伤断裂表征国内外研究现状
1.5 本文的主要研究内容
第2章 矿料级配和测试温度对普通沥青混合料断裂过程中声学特性影响评价
2.1 引言
2.2 试验材料及方法
2.2.1 试验材料
2.2.2 矿料级配
2.2.3 试验过程
2.2.4 声发射参数
2.3 普通沥青混合料断裂过程的矿料级配影响分析
2.3.1 密级配沥青混合料(AC)
2.3.2 沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)
2.3.3 大孔隙开级配排水式沥青磨耗层(OGFC)
2.4 普通沥青混合料断裂过程的测试温度影响分析
2.4.1 密级配沥青混合料(AC)
2.4.2 沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)
2.4.3 大孔隙开级配排水式沥青磨耗层(OGFC)
2.5 本章小结
第3章 基于声学特性的纤维沥青混合料低温间接拉伸断裂过程表征及增韧效应分析
3.1 引言
3.2 材料及方法
3.2.1 材料
3.2.2 试验步骤
3.2.3 声发射参数
3.2.4 数字图像相关技术
3.3 玻璃纤维改性沥青混合料断裂特性分析
3.3.1 对比组沥青混合料断裂特性
3.3.2 玻璃纤维改性沥青混合料断裂特性
3.3.3 玻璃纤维长度对沥青混合料断裂性能的影响
3.4 玄武岩、钢纤维改性沥青混合料低温抗裂性能研究
3.4.1 低温间接拉伸破坏荷载
3.4.2 基于声发射的BFRAC和SFRAC的断裂特征表征
3.4.3 基于静力参数的BFRAC和SFRAC的断裂特征表征
3.4.4 玄武岩纤维和钢纤维增强效应分析
3.5 本章小结
第4章 基于声学特性的纤维沥青混合料常温压缩断裂过程表征及增韧效应分析
4.1 引言
4.2 常温压缩下对比组沥青混合料断裂过程表征
4.3 常温压缩下玻璃纤维增强沥青混合料断裂过程表征
4.3.1 声发射参数分析
4.3.2 玻璃纤维长度评价
4.4 常温压缩下玄武岩纤维增强沥青混合料断裂过程表征
4.4.1 声发射参数分析
4.4.2 玄武岩纤维长度评价
4.5 常温压缩下钢纤维增强沥青混合料断裂过程表征
4.5.1 声发射参数分析
4.5.2 钢纤维长度评价
4.6 不同类型纤维增韧效果评价
4.7 本章小结
第5章 基于声发射参数及聚类分析的透水沥青混合料断裂过程表征及断裂模式识别
5.1 引言
5.2 试验方案
5.2.1 试件制作
5.2.2 试验步骤
5.2.3 声发射信号分析
5.2.4 k-medoids聚类算法
5.3 基于声发射参数的透水沥青混合料断裂过程表征
5.3.1 压缩作用下透水沥青混合料断裂特征
5.3.2 劈裂作用下透水沥青混合料断裂特征
5.4 基于RA-AF分析的透水沥青混合料断裂模式识别
5.4.1 压缩作用下透水沥青混合料断裂模式
5.4.2 劈裂作用下透水沥青混合料断裂模式
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 研究结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]热阻式SMA-13沥青混合料级配优化[J]. 刘海鹏,蒋应军,薛金顺,方剑,李寿伟. 交通运输工程学报. 2018(06)
[2]玄武岩纤维对Sup-20沥青混合料性能影响研究[J]. 倪秋萍,卢祎苗,肖鹏,吴正光,夏炎,曹佳伟. 公路. 2018(11)
[3]高掺量胶粉改性沥青混合料动态粘弹性分析[J]. 王新强,王国清,王庆凯,高占华,李浩天. 硅酸盐通报. 2018(10)
[4]基于解析方法的半刚性基层沥青路面裂缝反射问题研究[J]. 高嫄嫄,王维玉,赵庆新. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2018(12)
[5]玄武岩纤维对透水沥青混合料水稳定性对比研究[J]. 王胜,伏伟俐,吴正光. 科技创新与应用. 2018(18)
[6]冻融作用下沥青混合料抗反射开裂性能研究[J]. 翟瑞鑫,郝培文,李国锋,曾志武,李文辉. 建筑材料学报. 2018(06)
[7]掺加不同纤维的SMA—13沥青混合料路用性能对比分析[J]. 刘静伟,刘大伟. 交通世界. 2018(10)
[8]温拌无纤维SMA混合料压实特性研究[J]. 肖庆一,孙博伟,王玉宝. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2018(03)
[9]基于断裂力学的沥青路面Top-Down开裂机理[J]. 陈正伟,张洪亮,张珊珊. 江苏大学学报(自然科学版). 2017(06)
[10]新型木质素纤维及抗车辙剂对SMA沥青混合料的性能影响评价[J]. 郭利杨,徐世法,柴林林,段文志,师航祺. 公路. 2017(03)
博士论文
[1]基于CT实时观测的沥青混合料裂纹扩展行为研究[D]. 谢涛.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]高黏改性型透水沥青混合料路用性能及声发射特性研究[D]. 符刘旭.吉林大学 2018
[2]基于离散单元法的沥青混合料疲劳概率分布多尺度研究[D]. 李明汇.华南理工大学 2018
[3]玄武岩纤维SMA沥青混合料路面性能研究[D]. 陈红奎.重庆交通大学 2017
[4]不同种类纤维沥青混合料性能及其经济指标对比研究[D]. 陈磊.石家庄铁道大学 2017
[5]基于粘弹性的沥青混合料疲劳性能研究[D]. 叶青.哈尔滨工业大学 2016
[6]废橡胶粉复合改性沥青在透水沥青混凝土中的应用[D]. 朱平.重庆交通大学 2015
[7]地毯式沥青混合料配合比设计及其性能评价研究[D]. 郭宇雷.重庆交通大学 2015
[8]OGFC路面降噪特性研究[D]. 曾丽霞.华南理工大学 2015
[9]纤维在沥青混合料中的加筋效果评价研究[D]. 张攀.长安大学 2014
[10]大空隙透水沥青路面路用特性研究[D]. 刘羽.长安大学 2014
本文编号：3359741
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题的目的及意义
1.2 纤维增强沥青混合料及透水沥青混合料国内外研究现状
1.2.1 纤维增强沥青混合料研究现状
1.2.2 透水沥青混合料研究现状
1.3 沥青混合料断裂表征方法国内外研究现状
1.3.1 基于断裂力学的沥青混合料断裂表征研究现状
1.3.2 基于无损检测技术的沥青混合料断裂表征研究现状
1.4 基于声发射技术的沥青混合料损伤断裂表征国内外研究现状
1.5 本文的主要研究内容
第2章 矿料级配和测试温度对普通沥青混合料断裂过程中声学特性影响评价
2.1 引言
2.2 试验材料及方法
2.2.1 试验材料
2.2.2 矿料级配
2.2.3 试验过程
2.2.4 声发射参数
2.3 普通沥青混合料断裂过程的矿料级配影响分析
2.3.1 密级配沥青混合料(AC)
2.3.2 沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)
2.3.3 大孔隙开级配排水式沥青磨耗层(OGFC)
2.4 普通沥青混合料断裂过程的测试温度影响分析
2.4.1 密级配沥青混合料(AC)
2.4.2 沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)
2.4.3 大孔隙开级配排水式沥青磨耗层(OGFC)
2.5 本章小结
第3章 基于声学特性的纤维沥青混合料低温间接拉伸断裂过程表征及增韧效应分析
3.1 引言
3.2 材料及方法
3.2.1 材料
3.2.2 试验步骤
3.2.3 声发射参数
3.2.4 数字图像相关技术
3.3 玻璃纤维改性沥青混合料断裂特性分析
3.3.1 对比组沥青混合料断裂特性
3.3.2 玻璃纤维改性沥青混合料断裂特性
3.3.3 玻璃纤维长度对沥青混合料断裂性能的影响
3.4 玄武岩、钢纤维改性沥青混合料低温抗裂性能研究
3.4.1 低温间接拉伸破坏荷载
3.4.2 基于声发射的BFRAC和SFRAC的断裂特征表征
3.4.3 基于静力参数的BFRAC和SFRAC的断裂特征表征
3.4.4 玄武岩纤维和钢纤维增强效应分析
3.5 本章小结
第4章 基于声学特性的纤维沥青混合料常温压缩断裂过程表征及增韧效应分析
4.1 引言
4.2 常温压缩下对比组沥青混合料断裂过程表征
4.3 常温压缩下玻璃纤维增强沥青混合料断裂过程表征
4.3.1 声发射参数分析
4.3.2 玻璃纤维长度评价
4.4 常温压缩下玄武岩纤维增强沥青混合料断裂过程表征
4.4.1 声发射参数分析
4.4.2 玄武岩纤维长度评价
4.5 常温压缩下钢纤维增强沥青混合料断裂过程表征
4.5.1 声发射参数分析
4.5.2 钢纤维长度评价
4.6 不同类型纤维增韧效果评价
4.7 本章小结
第5章 基于声发射参数及聚类分析的透水沥青混合料断裂过程表征及断裂模式识别
5.1 引言
5.2 试验方案
5.2.1 试件制作
5.2.2 试验步骤
5.2.3 声发射信号分析
5.2.4 k-medoids聚类算法
5.3 基于声发射参数的透水沥青混合料断裂过程表征
5.3.1 压缩作用下透水沥青混合料断裂特征
5.3.2 劈裂作用下透水沥青混合料断裂特征
5.4 基于RA-AF分析的透水沥青混合料断裂模式识别
5.4.1 压缩作用下透水沥青混合料断裂模式
5.4.2 劈裂作用下透水沥青混合料断裂模式
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 研究结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]热阻式SMA-13沥青混合料级配优化[J]. 刘海鹏,蒋应军,薛金顺,方剑,李寿伟. 交通运输工程学报. 2018(06)
[2]玄武岩纤维对Sup-20沥青混合料性能影响研究[J]. 倪秋萍,卢祎苗,肖鹏,吴正光,夏炎,曹佳伟. 公路. 2018(11)
[3]高掺量胶粉改性沥青混合料动态粘弹性分析[J]. 王新强,王国清,王庆凯,高占华,李浩天. 硅酸盐通报. 2018(10)
[4]基于解析方法的半刚性基层沥青路面裂缝反射问题研究[J]. 高嫄嫄,王维玉,赵庆新. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2018(12)
[5]玄武岩纤维对透水沥青混合料水稳定性对比研究[J]. 王胜,伏伟俐,吴正光. 科技创新与应用. 2018(18)
[6]冻融作用下沥青混合料抗反射开裂性能研究[J]. 翟瑞鑫,郝培文,李国锋,曾志武,李文辉. 建筑材料学报. 2018(06)
[7]掺加不同纤维的SMA—13沥青混合料路用性能对比分析[J]. 刘静伟,刘大伟. 交通世界. 2018(10)
[8]温拌无纤维SMA混合料压实特性研究[J]. 肖庆一,孙博伟,王玉宝. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2018(03)
[9]基于断裂力学的沥青路面Top-Down开裂机理[J]. 陈正伟,张洪亮,张珊珊. 江苏大学学报(自然科学版). 2017(06)
[10]新型木质素纤维及抗车辙剂对SMA沥青混合料的性能影响评价[J]. 郭利杨,徐世法,柴林林,段文志,师航祺. 公路. 2017(03)
博士论文
[1]基于CT实时观测的沥青混合料裂纹扩展行为研究[D]. 谢涛.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]高黏改性型透水沥青混合料路用性能及声发射特性研究[D]. 符刘旭.吉林大学 2018
[2]基于离散单元法的沥青混合料疲劳概率分布多尺度研究[D]. 李明汇.华南理工大学 2018
[3]玄武岩纤维SMA沥青混合料路面性能研究[D]. 陈红奎.重庆交通大学 2017
[4]不同种类纤维沥青混合料性能及其经济指标对比研究[D]. 陈磊.石家庄铁道大学 2017
[5]基于粘弹性的沥青混合料疲劳性能研究[D]. 叶青.哈尔滨工业大学 2016
[6]废橡胶粉复合改性沥青在透水沥青混凝土中的应用[D]. 朱平.重庆交通大学 2015
[7]地毯式沥青混合料配合比设计及其性能评价研究[D]. 郭宇雷.重庆交通大学 2015
[8]OGFC路面降噪特性研究[D]. 曾丽霞.华南理工大学 2015
[9]纤维在沥青混合料中的加筋效果评价研究[D]. 张攀.长安大学 2014
[10]大空隙透水沥青路面路用特性研究[D]. 刘羽.长安大学 2014
本文编号：3359741
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