二灰碎石混合料的疲劳性能及其可靠性分析

摘要

为适用高等级道路建设及环保性社会的需求，二灰碎石半刚性基层被大量应用于路面结构层中。在我国公路建设特别是高等级公路的建设中，沥青路面是我国高速公路的主要路面形式，半刚性材料是主要基层形式。在半刚性基层结构中，二灰稳定碎石粒料基层因为具有一定的强度、刚度和整体性，具有较好的水稳性和抗冻性，可供稳定的材料种类多，选择面广，后期强度高，在路面的使用过程中弹性变形较小，使用年限长，承载力高等优点，在道路工程中得到了广泛的应用。除此以外，采用二灰碎石作为道路基层材料还有利于我国环保事业的发展，既能变废为宝又减少了环境污染，具有很大的经济效益和社会效益。 本文从二灰碎石的原材料出发，针对岳阳市自身材料及其城市道路的特点，在研究其一般性能的基础上，采用疲劳损伤力学理论着重研究其疲劳性能及由此产生的疲劳开裂现象。根据试验结果，分析梁式试件不同损伤度下的梁底面弯拉应力及跨中断面弯拉应力的发展规律。并分析了其疲劳损伤寿命，通过试验结果与有限元方法计算出来的结果进行比较，得出了采用有限元方法对其疲劳损伤寿命进行预估是可以接受的。并通过分析在不同因素的影响下，采用灰色理论分析不同因素对其疲劳寿命的影响程度，提出了用以增强其抗疲劳性能的一些措施，以达到延长路面结构使用寿命的目的。 最后，本文对二灰碎石基层疲劳寿命的预测问题，采用了可靠度理论进行分析，提出了运用全寿命分散系数法对二灰碎石基层的疲劳寿命进行预测的方法，以便对二灰碎石基层的疲劳寿命进行较准确的估计与预测。