文档介绍：长沙理工大学
硕士学位论文
不同加载频率下沥青混合料疲劳损伤特性研究
姓名:杨毅
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:郑健龙;钱
20090501
摘要沥青路面具有优越的使用性能,在道路工程中得到了广泛应用。疲劳破坏是沥青路面的主要破坏形式之一,研究沥青混合料在特定交通与环境条件下的疲劳性能非常重要,这项工作一直受到各国道路工作者的重视。由于路面材料所承受复杂多变的荷载、环境条件,以及沥青混合料这一材料本身的复杂本构关系,单单评价某一特定条件下的性能是不能评价其整体性能的。沥青混合料在不同老化程度、不同温度条件下的疲劳性能有了较为系统研究,而对于在不同加载频率下的疲劳性能研究则开展的相对较少。因此,为更好地了解沥青混合料在不同条件下的疲劳性能,开展不同加载频率下疲劳损伤特性研究就显得很有必要,这对认识如何延长沥青路面的使用寿命将起到积极的作通过室内疲劳试验,采用名义应力水平对不同加载频率下沥青混合料的疲劳寿命进行拟合,获得了疲劳方程中参数蚽的变化规律,得出了不同加载频率下疲劳方程之间的关系。运用损伤力学相关理论,利用沥青混合料的劲度模量衰减规律对其疲劳损伤特性进行研究,建立了基于劲度模量衰减的沥青混合料疲劳损伤模型,为了解不同加载频率下沥青混合料的疲劳损伤特性提供了依据;并通过疲劳损伤的变化规律对沥青混合料是否存在疲劳极限进行了探讨。依据疲劳试验结果,对疲劳动载强度理论进行了试验验证,建立了基于实际应力水平的沥青混合料甆疲劳方程,分析发现不同加载频率下的基于实际应力水平的疲劳方程可以统一在同一条疲劳曲线中,这为分析不同加载频率下沥青混合料疲劳规律提供了方便。最后,在上述工作的基础上,分析了本文研究的不足之处,为下一步工作的关键词:沥青混合料;加载频率;疲劳寿命;应力水平;损伤变量:劲度模量;疲劳极限;实际应力水平:疲劳动载强度用。开展,提出了一些观点。
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嗍垆加∥日⒈C芸冢谝灰荒杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤作者签名:协骝年多月//日年钿多日学位论文原创性声明长沙理工大学学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒉槐C芸凇朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭作者签导师签期:
@退鹕诵вξ侍獾奶岢沥青路面具有优越的使用性能,在道路工程中得到了广泛应用。沥青混合料疲劳性能是指其在特定荷载环境与气候环境条件下抵抗重复加载作用而不产生破裂的能力。疲劳开裂是沥青路面结构的主要破坏形式之一,研究沥青混合料在特定交通与环境条件下的疲劳性能非常重要,这项工作一直受到各国道路工作者的重视。世界各国对沥青路面的疲劳特性进行了大量研究,对路面疲劳破坏机理也有了更多科学的认识,并不断地得以深化。至今,路面疲劳性能指标已经成为沥青路面设计方法中不可或缺的重要指标,为优化路面结构设计、路面的施工和养护工作起着重要的指导和规范作用¨,”.路面使用期间,在气候环境因素和车轮荷载的重复作用下,损伤逐渐累积,路面结构强度逐渐下降,当荷载作用超过一定次数之后,在荷载作用下路面内产生的应力就会超过下降后的结构抗力,使路面出现裂纹,产生疲劳断裂破坏。这是由于材料内部存在缺陷或非均匀性,引起应力集中而出现微裂隙,应力的反复作用使微裂隙逐渐扩展、汇合,从而不断减少有效的承受应力的面积,造成材料的刚度和强度逐步下降,最终在荷载重复作用一定次数后导致破坏,这种破坏称为疲劳损伤破坏。材料抵抗疲劳破坏的能力,可用达到疲劳破坏时所能经受的重复应力大小莆F@颓慷和作用次数莆F@褪倜来表示¨“”。目前沥青路面结构的疲劳分析沿用的仍是钠@屠刍鹕俗荚颍琈盯准则的本质特征为线性模型,即认为在一定的环境条件、一定的应力水平下,不管材料已经损伤到何种程度,还有多大的剩余强度,相同的应力水平作用所产生的损伤量相等,不同应力水平所产生的相对损伤量可以相加,然而,荚虼嬖谧一个致命的缺陷,即忽略了疲劳破坏过程中,材料本身损伤的不断加剧所产生的非线性效应,因此,无法考虑应力幅值变化历史的影响。事实上,在疲劳寿命的后期,