不同加载频率下沥青混合料疲劳损伤特性研究

• 作 者: 杨毅
• 出 处: 长沙理工大学
• 发表日期: 2009年01期
• 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

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用。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k和n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S-N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,为下一步工作的开展,提出了一些观点。