本文關(guān)鍵詞：基于粘彈性的瀝青混合料疲勞性能研究

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【摘要】：疲勞破壞是瀝青混凝土路面損壞的主要形式,因此各國在設(shè)計(jì)瀝青路面時(shí)都將疲勞開裂作為重要的控制性指標(biāo)。研究人員為了更好的評(píng)價(jià)瀝青混合料的疲勞性能,已研究開發(fā)了諸多試驗(yàn)方法。瀝青混合料具有明顯的粘彈性,材料本身的粘彈性質(zhì)是會(huì)影響其疲勞性能的。而現(xiàn)有的研究結(jié)論并沒有考慮材料屬性的影響,無法從本質(zhì)上揭示瀝青混合料抗疲勞性能的優(yōu)劣,存在一定的缺陷以及局限性。為此,挖掘材料本身粘彈特性對(duì)疲勞性能影響,從本質(zhì)上找出影響材料疲勞失效的原因是十分必要的。針對(duì)上述問題,首先從對(duì)瀝青混合料粘彈性貢獻(xiàn)最大的膠漿出發(fā)進(jìn)行研究。利用動(dòng)態(tài)剪切流變儀DSR,對(duì)11種不同粉膠比和不同種類瀝青制備得的瀝青膠漿進(jìn)行研究。先進(jìn)行頻率掃描試驗(yàn),得到材料復(fù)數(shù)模量等無損粘彈參數(shù),通過比較參數(shù)值的變化規(guī)律,分析材料粘彈性變化。建立主曲線,更加細(xì)致的研究粘彈性變化規(guī)律。以此為依據(jù),再采用線性幅度掃描試驗(yàn)(LAS)獲取瀝青膠漿的累積損傷,基于粘彈性連續(xù)損傷模型VECD得到相應(yīng)的損傷曲線并擬合,根據(jù)損傷特性對(duì)不同瀝青膠漿的疲勞性能進(jìn)行比較,確定不同膠漿的疲勞性能,為后文其對(duì)混合料影響的研究提供基礎(chǔ)。研究了瀝青混合料在靜態(tài)荷載下的粘彈特性,結(jié)合Burgers模型建立靜態(tài)本構(gòu)方程,分析了材料瞬時(shí)彈性模量、粘彈比例系數(shù)等隨材料配比、瀝青用量、瀝青種類不同的變化規(guī)律;又研究了動(dòng)態(tài)荷載作用下瀝青混合料的粘彈特性:通過動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn),利用分析軟件數(shù)學(xué)計(jì)算方法進(jìn)行模型擬合,確定出動(dòng)態(tài)模量、儲(chǔ)存模量、相位角主曲線,對(duì)比分析可以表征瀝青混合料的粘彈性的指標(biāo)。最后,對(duì)不同瀝青用量、不同瀝青種類、不同礦料級(jí)配的瀝青混合料進(jìn)行劈裂疲勞試驗(yàn),得到不同應(yīng)力比下的疲勞壽命。在上述分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合提出的表征材料粘彈性的指標(biāo),明確材料固有屬性對(duì)瀝青混合料疲勞性能的作用,通過灰熵分析確定與混合料疲勞性能直接相關(guān)并可評(píng)價(jià)疲勞性能的材料粘彈性參數(shù),確定粘彈性對(duì)疲勞性能的影響規(guī)律。本文探討了瀝青混合料粘彈屬性對(duì)疲勞性能的影響,為瀝青混合料疲勞性能的研究展示了新的思路和新的依據(jù),為后續(xù)瀝青混合料的設(shè)計(jì)提供很好的推動(dòng)和借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】：瀝青混合料 瀝青膠漿 疲勞性能 粘彈性 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U414
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究的目的及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 瀝青膠漿性能研究11-12
• 1.2.2 瀝青混合料粘彈性研究12-13
• 1.2.3 瀝青混合料疲勞性能研究13-17
• 1.2.4 瀝青混合料疲勞性能影響因素研究17
• 1.2.5 國內(nèi)外研究綜述分析17
• 1.3 論文研究的內(nèi)容與技術(shù)路線17-20
• 1.3.1 論文主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 1.3.2 技術(shù)路線19-20
• 第2章 基于粘彈性的瀝青混合料疲勞性能試驗(yàn)方法研究20-33
• 2.1 試驗(yàn)材料的選擇20-21
• 2.2 試驗(yàn)系統(tǒng)21-24
• 2.2.1 膠漿設(shè)備21-23
• 2.2.2 混合料試驗(yàn)設(shè)備23-24
• 2.3 試驗(yàn)方法24-28
• 2.3.1 頻率掃描試驗(yàn)24-25
• 2.3.2 線性振幅掃描（LAS）試驗(yàn)25-26
• 2.3.3 混合料動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)26-27
• 2.3.4 劈裂疲勞試驗(yàn)27-28
• 2.3.5 劈裂蠕變?cè)囼?yàn)28
• 2.4 粘彈性損傷力學(xué)理論在疲勞中的應(yīng)用28-32
• 2.4.1 粘彈性連續(xù)損傷力學(xué)（VECD）28-30
• 2.4.2 VECD在瀝青材料疲勞中的應(yīng)用30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 瀝青膠漿粘彈性疲勞損傷研究33-47
• 3.1 試驗(yàn)材料及方案33-35
• 3.1.1 粉膠比的計(jì)算確定33-35
• 3.1.2 膠漿的制備35
• 3.1.3 試驗(yàn)方案35
• 3.2 膠漿粘彈性特征35-41
• 3.2.1 主曲線比較分析36-40
• 3.2.2 粘彈性指標(biāo)比較分析40-41
• 3.3 瀝青膠漿疲勞特性分析41-46
• 3.3.1 瀝青膠漿LAS試驗(yàn)結(jié)果分析41-43
• 3.3.2 瀝青膠漿疲勞性能分析43-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 瀝青混合料粘彈性能研究47-65
• 4.1 試驗(yàn)方案47-50
• 4.1.1 混合料的確定47-48
• 4.1.2 試件制備48-49
• 4.1.3 疲勞試驗(yàn)頻率和試驗(yàn)溫度的選取49
• 4.1.4 試驗(yàn)荷載控制模式的選取49-50
• 4.2 瀝青混合料靜態(tài)粘彈參數(shù)變化規(guī)律分析50-54
• 4.2.1 瀝青混合料劈裂強(qiáng)度50-51
• 4.2.2 瀝青混合料劈裂蠕變特性51-52
• 4.2.3 瀝青混合料劈裂蠕變擬合分析52-54
• 4.3 瀝青混合料動(dòng)態(tài)無損粘彈參數(shù)變化規(guī)律分析54-63
• 4.3.1 動(dòng)態(tài)模量影響分析54-58
• 4.3.2 基于主曲線瀝青混合料粘彈行為研究58-61
• 4.3.3 混合料粘彈參數(shù)敏感性分析61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 第5章 基于粘彈性的瀝青混合料疲勞性能65-78
• 5.1 瀝青膠漿對(duì)混合料疲勞性能影響分析65-66
• 5.2 瀝青混合料疲勞試驗(yàn)結(jié)果分析66-70
• 5.2.1 瀝青用量對(duì)疲勞性能的影響66-68
• 5.2.2 瀝青種類對(duì)疲勞性能的影響68-69
• 5.2.3 混合料級(jí)配對(duì)疲勞性能的影響69-70
• 5.3 基于粘彈性的瀝青混合料疲勞評(píng)價(jià)70-77
• 5.3.1 粘彈性特征參數(shù)的選取70-74
• 5.3.2 特征參數(shù)與混合料疲勞性能的灰熵分析74-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論與展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果84-85
• 致謝85-86

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