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《长沙理工大学》 2012年
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基于强度与刚度衰变的沥青混合料非线性疲劳损伤特性研究

刘宏富  
【摘要】:沥青路面是我国目前主要采用的路面结构类型,沥青混合料作为沥青路面的主要建筑材料,其疲劳性能直接影响路面的使用性能和使用寿命。同时,沥青混合料作为一种粘弹性材料,沥青混合料的力学性能与荷载作用时间、试验温度等有关。论文依托国家自然科学基金重点项目“沥青路面结构设计的若干基础理论问题研究”,针对沥青混合料的材料特点,通过直接拉伸疲劳试验和不同疲劳次数后的剩余强度试验,揭示其刚度和强度衰变规律,开展基于刚度和强度衰变的沥青混合料非线性疲劳损伤研究,对于改进和完善现行沥青路面结构设计具有重要理论意义和实用价值。 通过速度特性试验发现加载速率对沥青混合料强度影响显著,强度随加载速率增大而呈幂函数趋势增长;在5种应力水平下进行了直接拉伸疲劳试验,引入动载强度和真实应力比的概念,建立了基于真实应力比的疲劳方程,该方程既可以体现重复加载的疲劳破坏,又可以涵盖一次加载的强度破坏;应用真实应力比疲劳方程,提出了一种沥青面层抗拉强度结构系数计算新方法。 通过分析不同应力水平下直接拉伸疲劳的动模量衰变规律,建立了动模量幂函数衰变模型,动模量衰变具有确定的非线性特性,应力水平越大动模量随寿命比衰变的越快;提出了能考虑临界损伤度的疲劳损伤修正模型,构建了基于刚度衰变的非线性疲劳损伤演化方程;通过两级荷载下的疲劳试验,验证了沥青混合料疲劳损伤累积的非线性,绘制了两级荷载加载路径图,直观而合理的解释了其试验结果。 通过不同疲劳次数后疲劳剩余强度试验,建立了剩余强度幂函数退化模型,揭示了不同应力水平下剩余强度的衰变规律;构建了与应力水平相关的基于剩余强度的沥青混合料疲劳损伤演化方程。通过对强度和刚度定义的损伤变量的比较,揭示了基于强度和刚度衰变定义损伤变量内在联系,选用组织敏感量剩余强度比组织不敏感量刚度作为疲劳损伤评价参数更具有优越性。结合剩余强度和刚度定义损伤变量时的优点,统一了基于剩余强度和刚度的损伤变量定义方法,提出了剩余强度和刚度关联的损伤变量计算修正公式。 应用沥青混合料的非线性疲劳损伤演化方程,建立了一种能考虑损伤程度或加载历史影响的轴载换算新方法,改进了传统的轴载换算方法,给出了不同轴载修正系数B随年限变化的诺模图,算例分析表明传统轴载换算方法低估了累积轴载作用次数。 研究成果对于推进沥青路面轴载换算方法的发展,完善沥青路面设计方法,提高沥青路面耐久性和设计水平有重要意义。
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U416.217

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟岩;梅迎军;李志勇;陆跃飞;;纤维沥青混合料试验性能研究[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2007年06期
2 严恒;朱洪洲;唐伯明;高爽;;AC-13沥青混合料疲劳能耗模型分析[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年04期
3 赵永利,孙伟;混凝土材料疲劳损伤方程的建立[J];重庆交通学院学报;1999年01期
4 郑健龙;Burgers粘弹性模型在沥青混合料疲劳特性分析中的应用[J];长沙交通学院学报;1995年03期
5 孟宪宏;宋玉普;;混凝土抗拉疲劳剩余强度损伤模型[J];大连理工大学学报;2007年04期
6 王海龙;李庆斌;;不同加载速率下饱和混凝土的劈拉试验研究及强度变化机理[J];工程力学;2007年02期
7 姚祖康;对我国沥青路面现行设计指标的评述[J];公路;2003年02期
8 黄文元,王旭东,孙立军;公路超载特征及重载沥青路面交通量参数[J];公路;2003年05期
9 吴旷怀;张肖宁;;沥青混合料疲劳损伤非线性演化统一模型试验研究[J];公路;2007年05期
10 黄文元;沥青路面超重车轴载换算初步研究[J];公路交通科技;2000年01期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 周志刚;交通荷载下沥青类路面疲劳损伤开裂研究[D];中南大学;2003年
2 武建民;半刚性基层沥青路面使用性能衰变规律研究[D];长安大学;2005年
3 孟宪宏;混凝土疲劳剩余强度试验及理论研究[D];大连理工大学;2006年
4 陈忠达;沥青路面交通参数的研究[D];长安大学;2006年
5 朱洪洲;柔性基层沥青路面疲劳性能及设计方法研究[D];东南大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王冀蓉;重载道路长寿命沥青路面设计轴载分析[D];湖南大学;2007年
2 杨毅;不同加载频率下沥青混合料疲劳损伤特性研究[D];长沙理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 柯国军,胡绍全,郭长青,陈振富,石建军,孙德纶,陈俊杰;羧基丁苯胶水泥混凝土阻尼值的探索性研究[J];四川建筑科学研究;2003年04期
2 范颖芳,周晶;人工神经网络在受腐蚀钢筋混凝土结构工程中的应用[J];四川建筑科学研究;2004年01期
3 柯长仁;蒋俊玲;陈升平;;混凝土单轴压缩损伤的模型试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年05期
4 徐远明;陈宇亮;王新武;;基于蠕变试验的橡胶沥青混凝土粘弹性分析[J];四川建筑科学研究;2011年02期
5 朱洪威;;冷再生混合料疲劳性能的室内试验研究[J];四川建筑科学研究;2012年02期
6 刘圣保;;高速公路稳定期桥头跳车治理及其路面改善设计[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
7 张喆;陆学元;;沥青感温性技术指标的分析与评价[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
8 艾思平;;厂拌热再生沥青的应用研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年04期
9 豆仁国;;改性乳化沥青做高速公路下封层试验[J];安徽建筑;2006年03期
10 简段华;段明华;;SMA路面平整度施工控制[J];安徽建筑;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋常;冯新;周晶;;高混凝土重力坝在强震作用下损伤破坏的数值模拟[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 杭天明;魏鹏;李海波;;嵌挤密实型沥青混合料组成设计与路用性能[A];科技创新 绿色交通——第十一次全国城市道路交通学术会议论文集[C];2011年
3 王海燕;娄中波;张彩利;;地下道路阻燃沥青混合料路用性能研究[A];科技创新 绿色交通——第十一次全国城市道路交通学术会议论文集[C];2011年
4 江松青;刘文韬;于恒;;微孔洞形核对延性材料损伤与失效的影响[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
5 张晶;付强;邓守春;梁乃刚;;构元组集弹性损伤模型对准脆性材料损伤至断裂各向异性特征的分析[A];固体力学进展及应用——庆贺李敏华院士90华诞文集[C];2007年
6 苗雨;万云冬;董玉凯;;沥青路面反射裂纹温度应力的数值模拟[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
7 郭瑞平;刘曙云;;热力耦合作用下含表面裂纹圆柱壳体毁伤分析[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年
8 邝临源;赵红平;施惠基;冯西桥;;含表面缺陷轴承钢的滚动接触疲劳损伤研究[A];损伤、断裂与微纳米力学进展:损伤、断裂与微纳米力学研讨会论文集[C];2009年
9 张世文;刘仓理;李庆忠;;应变等价原理适用性探讨[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
10 王余富;;疲劳荷载权函数下混凝土疲劳累积损伤值的研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄西成;内爆与外爆加载下壳体的力学状态及破坏模式分析[D];中国工程物理研究院;2010年
2 朱晓亮;波导型微结构光纤与标准光纤的耦合机理研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 汪忠明;基于非局部增强梯度模型的混凝土断裂损伤研究[D];合肥工业大学;2010年
5 林荣伟;CFL加固RC梁疲劳裂纹扩展规律及寿命预测[D];华南理工大学;2010年
6 孙杨勇;粗集料表面微观构造分形性质探讨与沥青路面抗滑性能关系研究[D];华南理工大学;2010年
7 甄晓霞;大跨径钢桥桥面铺装体系力学行为研究[D];华南理工大学;2010年
8 张华;冲击荷载作用下岩石动态损伤特性研究[D];昆明理工大学;2009年
9 吴寒亮;芳纶纤维布约束混凝土短柱的尺寸效应研究与多尺度分析[D];北京交通大学;2010年
10 杨溢;爆破荷载对蠕动边坡的累积效应及稳定性影响研究[D];昆明理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵大为;空间热循环和辐照环境对LF6铝合金焊接组织及性能的影响[D];河南理工大学;2010年
2 李波;义安矿水力冲孔卸压增透消突技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 赵文武;淮南矿区典型煤层水力冲孔技术参数研究及消突效果考察[D];河南理工大学;2010年
4 吕海波;岩石三维内部裂隙扩展过程的数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
5 张磊涛;HHT在结构健康监测中的应用研究[D];浙江理工大学;2010年
6 杨兵;基于改进介电常数模型的沥青路面面层压实度反演[D];郑州大学;2010年
7 曹俊伟;基于裂纹扩展理论的船体结构疲劳强度研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王丹;提升机动载荷作用下井塔振动分析与寿命预测[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 刘建伟;城市主干道级配碎石材料组成分析与应用研究[D];长沙理工大学;2010年
10 李清泉;有机化蒙脱土改性沥青的性能研究[D];长沙理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜菊生,张伟根,郭乙木,叶笃毅;金属材料疲劳损伤的定量研究[J];材料科学与工程;2000年01期
2 伍石生,武建民;水泥砼疲劳试验数据中含非破坏数据的处理方法[J];重庆交通学院学报;2002年01期
3 凌天清;粒料基(垫)层材料回弹模量的足尺试验研究[J];重庆交通学院学报;1996年S1期
4 倪富健,邓学钧;汽车轴重与路面破坏的关系[J];重庆交通学院学报;1997年04期
5 李巧茹,李国强,魏连雨;超载车辆弯沉等效换算方法研究[J];重庆交通学院学报;1998年01期
6 赵永利,孙伟;混凝土材料疲劳损伤方程的建立[J];重庆交通学院学报;1999年01期
7 唐雪松,蒋持平,郑健龙;弹性损伤材料的应力-应变关系与损伤演化方程[J];长沙交通学院学报;1999年04期
8 唐雪松,郑健龙,蒋持平;传统疲劳经验公式的损伤力学解释[J];长沙交通学院学报;2000年02期
9 武和平,刘朝晖;干线公路交通量轴载换算系数的研究[J];长沙交通学院学报;1994年03期
10 郑健龙;Burgers粘弹性模型在沥青混合料疲劳特性分析中的应用[J];长沙交通学院学报;1995年03期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 郝大力;路面性能的评价与分析研究[D];长安大学;2000年
2 吕培印;混凝土单轴、双轴动态强度和变形试验研究[D];大连理工大学;2002年
3 逯静洲;三轴受压混凝土损伤特性理论与试验研究[D];大连理工大学;2002年
4 周志刚;交通荷载下沥青类路面疲劳损伤开裂研究[D];中南大学;2003年
5 赵东拂;混凝土多轴疲劳破坏准则研究[D];大连理工大学;2002年
6 杨健辉;侧压下混凝土静态受拉与受拉疲劳性能研究[D];大连理工大学;2003年
7 曹伟;定侧压下混凝土三轴疲劳性能试验与理论研究[D];大连理工大学;2004年
8 朱劲松;混凝土双轴疲劳试验与破坏预测理论研究[D];大连理工大学;2003年
9 蒋应军;重载交通水泥混凝土路面材料与结构研究[D];长安大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李静;沥青混合料温度稳定性与路面设计[D];长安大学;2001年
2 武永平;宣大高速公路重载交通路面结构研究[D];河北工业大学;2002年
3 薛文;重载作用下沥青路面设计方法研究[D];河北工业大学;2002年
4 周振华;公路沥青路面结构非线性分析[D];长安大学;2003年
5 侯荣国;重载标准与基层当量回弹模量研究[D];长安大学;2003年
6 鲍远骥;公路土基回弹模量分析与研究[D];长安大学;2003年
7 张毅;陕西省高速公路沥青路面车辙成因及对策研究[D];长安大学;2004年
8 顾伟杰;黄土填料力学控制指标与标准研究[D];长安大学;2004年
9 傅珍;超载运输对路面结构的损伤研究[D];长安大学;2004年
10 诸永宁;排水性沥青路面排水性能研究与排水设施的设计[D];东南大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱亚萍,马翔宇,王楷银;Superpave沥青混合料路用性能研究[J];西部探矿工程;2005年06期
2 吴加山;;沥青混合料空隙率影响因素分析[J];北方交通;2008年08期
3 回尚勇;叶奋;;胶粉改性沥青混合料的路用性能研究[J];上海公路;2008年03期
4 张建立;李元元;李玮健;;Superpave沥青混合料在高速公路的应用[J];今日工程机械;2008年11期
5 王文波;修林茂;;铺筑沥青混合料的压实技术[J];黑龙江交通科技;2009年02期
6 魏安清;;沥青混合料单轴压缩与四点弯曲动态模量对比研究[J];交通世界(建养.机械);2009年05期
7 胡其峰;;公路沥青路面水损害分析[J];淮北职业技术学院学报;2010年03期
8 杜玉兵;侯进军;;沥青混合料用集料的选择与级配组成优化设计[J];科技信息;2010年36期
9 郝孟辉;郝培文;杨黔;杨凯;;玄武岩短切纤维改性沥青混合料路用性能分析[J];广西大学学报(自然科学版);2011年01期
10 史宏斌;;外部因素在车辙病害中的影响[J];交通世界(建养.机械);2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张起森;冯俊领;;大粒径沥青混合料沥青面层的应用研究[A];第五届全国路面材料及新技术研讨会论文集[C];2004年
2 何志勇;李自光;;沥青混合料再拌运输车试验研究[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
3 倪富健;;聚酯玻纤布加筋沥青混合料应力疲劳试验研究[A];第五届全国路面材料及新技术研讨会论文集[C];2004年
4 刘朝晖;黄云涌;李宇峙;;沥青混合料大型马歇尔击实试验方法与技术标准探讨[A];2004年道路工程学术交流会论文集[C];2004年
5 孙燕娜;陈传尧;;沥青路面的车辙损伤预测[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
6 卢永贵;;沥青混合料结构参数探讨[A];天津市市政(公路)工程研究院院庆五十五周年论文选集(1950~2005)上册[C];2005年
7 钟超敏;;城市桥梁面层沥青混合料特点及其技术对策初探[A];全国城市桥梁青年科技学术会议论文集[C];1996年
8 王为标;杨全民;孙振天;王文进;屈漫利;;碾压混凝土坝的沥青混合料防渗结构[A];中国水力发电工程学会2003年度学术年会碾压混凝土筑坝技术交流论文汇编[C];2003年
9 刘大梁;刘小燕;罗立武;赵锋;;预拌式冷铺沥青混合料的研制与应用[A];第二届全国公路科技创新高层论坛论文集(下卷)[C];2004年
10 王随原;周进川;何演;;SBS改性沥青混合料劲度模量试验研究[A];2004年道路工程学术交流会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李铮;环保沥青混合料扮靓长安街[N];科技日报;2009年
2 葛玲玲徐亚栋;南理工研发成功沥青混合料搅拌技术[N];科技日报;2008年
3 郭少言 刘崭;西安公路院成功研制沥青混合料微波加热车[N];中国交通报;2010年
4 项煜虹;长安街披上环保衣[N];大众科技报;2009年
5 任晓明;温拌沥青混合料首次用于省城道路养护[N];太原日报;2009年
6 交轩;应用温拌技术 筑路节能无污染[N];中国交通报;2010年
7 记者袁岚 通讯员张东平;京西铺设北京首条低碳示范路[N];中国建材报;2010年
8 彭丽;长安街大修彰显绿色科技理念[N];中国化工报;2009年
9 本报记者 李艳 实习生 宫玉斐;废钢渣旧轮胎成辅料[N];科技日报;2009年
10 本报记者 郑宗杰 孟庆丰;温度一降 污染骤减[N];中国交通报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘宏富;基于强度与刚度衰变的沥青混合料非线性疲劳损伤特性研究[D];长沙理工大学;2012年
2 刘建勋;温拌沥青混合料施工关键技术研究[D];长安大学;2010年
3 吕得保;沥青混合料施工温度控制研究[D];吉林大学;2011年
4 叶永;沥青混合料粘弹塑性本构模型的实验研究[D];华中科技大学;2009年
5 易军艳;基于界面行为的多孔沥青混合料冻融损伤特性研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
6 尹应梅;基于DMA法的沥青混合料动态粘弹特性及剪切模量预估方法研究[D];华南理工大学;2011年
7 刘慧;嵌挤骨架型沥青混合料的设计研究[D];大连理工大学;2010年
8 马莉骍;沥青及沥青混合料老化过程中的粘弹性能研究[D];武汉理工大学;2012年
9 谭发茂;沥青混合料离析及其对路面结构均匀性的影响[D];天津大学;2008年
10 付玉;纳米蒙脱土改性沥青及沥青混合料老化特性研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹红红;基于层位功能考虑的各结构层沥青混合料优化研究[D];长安大学;2010年
2 闫超;沥青混合料间接拉伸试验的弹粘性分析[D];长安大学;2010年
3 孙杰;基于应力控制模式下的沥青混合料疲劳开裂预估模型的研究[D];华南理工大学;2010年
4 刘至飞;温拌助剂的制备及其应用研究[D];武汉理工大学;2010年
5 谢君;活性矿粉对沥青混合料水稳性能的影响[D];武汉理工大学;2011年
6 孔令然;就地热再生沥青混合料耐久性研究[D];大连理工大学;2010年
7 贾建峰;连续配筋混凝土路面面层与基层间沥青混合料功能层研究[D];长安大学;2010年
8 张慧鲜;基于抗剪强度的沥青混合料高温性能影响因素分析及改善措施研究[D];长安大学;2010年
9 尚晋;不同温度和轮载下沥青混合料车辙数值模拟[D];华中科技大学;2009年
10 田世亮;温拌沥青混合料路用性能及温拌效果研究[D];长安大学;2010年
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