沥青混合料粘弹性连续损伤疲劳特性研究

摘要

沥青混合料具有粘弹性性，是道路工程中最为重要的建筑材料，由于混合料疲劳破坏是沥青路面最为严重的病害之一，路面的维修和养护对道路管理的压力越来越大。为提高沥青路面的使用寿命和性能，研究其自身的粘弹特性，转变以往路面以静态模量为基础的设计理论，对于沥青路面结构设计及其动态力学响应有着重要的意义。
　　本文利用简单性能试验仪（SPT）首先对AC-13、炭黑改性AC-13两种沥青混合料进行了动态模量试验，利用Origin数值分析软件进行非线性拟合，确定出动态模量和相位角主曲线，获取粘弹性动态参数，分析了两种混合料的粘弹性能以及外掺炭黑对沥青混合料粘弹性的影响。然后，对AC-13、AC-16和AC-20等三种不同级配的沥青混合料在不同温度、不同频率条件下也进行了动态模量试验，确定主曲线，进行了对比分析。最后，对粘弹性本构方程模型中的基本粘弹性参数进行分析，在其本构方程的基础上，根据弹性－粘弹性对等原理把Schapery的粘弹性理论简单化，进而得到线粘弹性本构方程。在此基础上，结合连续损伤理论入手，提出了一种基于粘弹性连续损伤理论的新疲劳试验方法，构建线粘弹性连续损伤理论模型，建立起损伤程度和有效劲度的关系，最后得出混合料疲劳寿命方程。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究状况

1.3本文研究主要内容

第二章 沥青混合料粘弹性及损伤理论

2.1沥青混合料粘弹性本构方程

2.2沥青混合料的粘弹性本构模型理论

2.3弹性－粘弹性对等原理

2.4连续损伤疲劳模型理论

2.5本章小结

第三章 沥青混合料动态响应研究

3.1动态模量基本概念

3.2时间－温度等效原理

3.3动态模量试验过程

3.4动态模量和相位角

3.5动态模量主曲线的确定

3.6本章小结

第四章 沥青混合料动态模量对比试验研究

4.1混合料配合比方案

4.2试验结果分析及拟合

4.3本章小结

第五章 沥青混合料线粘弹性连续损伤疲劳预测模型

5.1沥青混合料线粘弹性本构方程

5.2线粘弹性连续损伤理论研究

5.3线粘弹性连续损伤疲劳预测模型的建立

5.4本章小结

结论与展望

本文主要结论

进一步展望

参考文献

致谢