基于剩余强度的沥青混凝土耐久性室内研究

发布时间：2017-12-29 23:04

  本文关键词：基于剩余强度的沥青混凝土耐久性室内研究　出处：《东南大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 沥青混合料 疲劳损伤 强度衰变 剩余强度 加载速率 半圆弯曲 数字图像相关法

【摘要】：随着沥青路面使用年限的不断增长,路面使用性能的耐久性逐渐成为道路工作者所关注的核心问题。我国缺乏对路面长期性能的系统研究,仅依靠设计规范中设计年限和累计当量轴次来评判沥青路面的耐久性能存在较大的不足。沥青混合料作为一种粘弹性材料,其力学性能受荷载作用时间、试验温度等因素的显著影响。基于此,本文依托江苏省宁杭高速公路有限公司和东南大学联合承担的“半刚性基层沥青路面各面层结构耐久性衰变规律研究”课题,从疲劳损伤角度出发,通过半圆弯曲强度试验、半圆弯曲疲劳试验和不同疲劳次数后的剩余强度试验,揭示沥青混合料的强度衰变规律,开展基于剩余强度衰减的沥青混合料疲劳损伤特性研究。对进一步认识沥青路面的耐久性衰变规律具有重要意义。首先,总结了现有的沥青混合料疲劳性能室内评价试验方法,选取半圆弯曲试验作为本文的疲劳试验方法,确定了半圆试件的体积参数；选取SMA-13混合料作为本文的研究对象,在原材料试验的基础上对混合料进行了配合比设计；为降低变异性对试验的影响,采用试成型的方法严格控制试件的空隙率,并对切割后的试件进行筛选,弃用空隙率不合格者。其次,通过不同加载速率和温度下的半圆弯曲强度试验对沥青混合料强度的时温特性进行了研究,强度随加载速率的增大表现为幂函数增长趋势,随温度的降低而明显增大；在5种应力水平下开展了半圆弯曲疲劳试验,分析了疲劳过程中轴载位移和累计能耗的变化规律；建立了传统疲劳方程和基于动载强度与实际应力比的疲劳方程,揭示了一次加载强度破坏与循环加载疲劳破坏的内在联系。然后,通过不同疲劳作用次数后的剩余强度试验,分析了不同荷载水平下疲劳剩余强度的衰减规律,建立了剩余强度幂函数衰减模型,剩余强度衰减具有显著的非线性特性,疲劳寿命前期呈近似线性衰减,疲劳寿命后期则急剧衰减；以剩余强度定义损伤变量,建立了基于剩余强度衰减的沥青混合料非线性疲劳损伤演化方程,分析了不同荷载水平下损伤演化规律,荷载水平越高损伤累积速率越快,但破坏时的临界损伤越小。最后,采用数字图像相关法对半圆弯曲疲劳过程中的横向应变进行观测,分析了半圆试件表面应变场分布规律和底部拉应变横向分布规律；通过对主要开裂区底部平均拉应变演化曲线的分析,建立了幂函数应变增长模型,揭示了不同荷载水平下半圆弯曲疲劳试验底部拉应变随荷载循环次数的变化规律；以疲劳寿命比为媒介,构建了不同荷载水平下剩余强度与底部拉应变的统一关联方程,揭示了强度衰减与应变增长之间的对应关系。本文的研究成果对进一步认识沥青路面耐久性能衰变规律具有重要意义。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414

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本文编号：1352241