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疲劳破坏作为沥青路面破坏的主要形式之一,数十年来一直是道路研究人员关注的
焦点。目前世界各国现有的沥青路面设计方法中,均以沥青面层底部的拉应力或拉应变控制沥青路面疲劳寿命,进行沥青路面寿命评估;我国沥青路面设计规范中以沥青层底的弯拉应力作为控制结构层疲劳开裂的设计指标。而实际沥青路面在车辆荷载作用下, 沥青层底部的应变响应既有拉应变又有压应变,呈拉压交变状态;现有沥青混合料疲劳性能研究中均忽略了压应变的影响,只进行拉-拉应力(变)作用下的沥青混合料疲劳性能研究,得出沥青混合料的疲劳寿命预测模型,进而估算实际沥青路面使用寿命、进行路面抗疲劳设计与指导路面维修等。为了解沥青路面在实际车辆荷载作用下的疲劳性能,本文对考虑拉压荷载作用下沥青混合料的疲劳特性进行研究。
首先,选定应力控制模式的室内四点弯曲小梁疲劳试验方法,采用 MTS810 万能材料试验系统及项目组开发的加载夹持装置对沥青混凝土道路施工中常用的三种不同类型的混合料 AC-25、AC-20、AC-16 制成的小梁试样进行沥青混合料的室内疲劳性能试验研究。
然后,选定应力幅度为参量对试验结果进行分析,建立了三种混合料的综合应力比与应力/应变的疲劳寿命预测方程;分析了应力比、试验温度、加载频率等对沥青混合料疲劳寿命的影响,并对比了三种沥青混合料的抗疲劳性能;研究了考虑拉压荷载作用下沥青混合料的疲劳破坏行为。
最后,通过定义弯拉劲度模量为损伤参量对拉压荷载作用下沥青混合料的疲劳破坏进行了损伤破坏研究,建立了综合应力比、应力水平在内的疲劳损伤演化方程。
关键词:沥青混合料、疲劳寿命、拉压荷载、应力比、应力幅度
As one of the main forms of asphalt pavement damage, the fatigue failure of asphalt pavement has been the focus of road researchers for decades. Reference to existing asphalt pavement design method all over the world, the tensile stress or tensile strain on the bottom of the as