瀝青混合料在車輛荷載以及環(huán)境因素共同作用下,不斷累積疲勞開裂和永久變形兩種損傷模式。研究疲勞開裂發(fā)展規(guī)律以及如何評價和預測混合料的抗開裂性能是十分必要的。同時,疲勞開裂發(fā)展程度與溫度緊密相關,但兩種損傷形式在不同溫度下同時進行。因此,為了準確評價混合料的抗開裂能力,需在各溫下對疲勞開裂和永久變形同時研究和量化,并分析溫度對抗開裂性能的影響。本文依據(jù)瀝青路面服役的客觀環(huán)境條件,設計疲勞損傷試驗方案,對4種瀝青混合料進行不同溫度、不同應變水平的直接重復拉伸試驗,測試其在無損階段和損傷階段的力學性質,確定在溫度作用下的疲勞開裂規(guī)律并提出溫度相關的抗開裂性能評價指標。首先根據(jù)虛擬應變推導得到耗散虛擬應變能（DPSE）,將線性黏彈性效應能量消除。通過對20℃疲勞試驗數(shù)據(jù)分析,DPSE在損傷階段包括非線性黏彈性效應以及疲勞開裂和永久變形兩種損傷效應。接著基于能量平衡方程建立DPSE、損傷密度和應力振幅的聯(lián)系,從而簡便算得修正帕里斯公式參數(shù)nJR和AJR,并理論推導和驗證nJR和AJR對數(shù)形式線性相關。依據(jù)損傷密度,參數(shù)nJR越小,材料的抗開裂能力越強。將單溫疲勞損傷試驗擴展至其他溫度（包括0℃、1... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景、目的與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 瀝青混合料疲勞開裂理論研究現(xiàn)狀
        1.2.2 瀝青混合料疲勞試驗方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 瀝青混合料疲勞性能影響因素及評價方法研究現(xiàn)狀
        1.2.4 溫度對瀝青混合料疲勞性能影響研究現(xiàn)狀
    1.3 關鍵科學問題
    1.4 主要研究內(nèi)容與技術路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術路線
第2章 瀝青混合料不同階段力學性質
    2.1 應變控制重復直接拉伸試驗
        2.1.1 試驗選擇
        2.1.2 試驗設備
        2.1.3 試驗方案
    2.2 不同階段動態(tài)模量和相位角
        2.2.1 動態(tài)模量和相位角求解
        2.2.2 動態(tài)模量和相位角變化規(guī)律
    2.3 虛擬應變和耗散虛擬應變能
        2.3.1 黏彈性應力及虛擬應變計算
        2.3.2 公式修正
        2.3.3 耗散虛擬應變能計算與擬合
        2.3.4 不同階段耗散虛擬應變能變化
    2.4 本章小結
第3章 單一溫度條件瀝青混合料抗開裂性能簡便評價方法
    3.1 帕里斯公式的修正
    3.2 試驗方案及數(shù)據(jù)采集處理
    3.3 修正帕里斯公式參數(shù)
    3.4 損傷密度
    3.5 修正帕里斯公式參數(shù)與瀝青混合料抗開裂性能的關系
    3.6 本章小結
第4章 不同溫度條件瀝青混合料抗開裂性能準確評價方法
    4.1 試驗方案
    4.2 不同溫度下瀝青混合料的損傷性質
        4.2.1 0℃條件
        4.2.2 10℃條件
        4.2.3 20℃條件
        4.2.4 30℃條件
        4.2.5 40℃條件
        4.2.6 影響因素分析
    4.3 耗散應變能的能量分離
        4.3.1 無損階段
        4.3.2 損傷階段
    4.4 損傷階段的能量分配
        4.4.1 0℃條件
        4.4.2 10℃條件
        4.4.3 20℃條件
        4.4.4 30℃條件
        4.4.5 40℃條件
    4.5 能量分配影響因素分析
        4.5.1 加載周期
        4.5.2 瀝青類型
        4.5.3 集料與級配類型
        4.5.4 溫度
    4.6 疲勞開裂耗散虛擬應變能和損傷密度
    4.7 修正帕里斯公式參數(shù)
    4.8 本章小結
第5章 溫度與疲勞開裂發(fā)展規(guī)律的關系
    5.1 各溫度主導損傷模式
    5.2 不同溫度條件下的抗開裂性能
        5.2.1 不同溫度的修正帕里斯公式參數(shù)
        5.2.2 不同溫度的損傷密度與修正帕里斯公式參數(shù)關系
        5.2.3 溫度對疲勞開裂的影響
    5.3 兩種評價方法對比
    5.4 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 本論文的主要結論
    6.2 本論文的創(chuàng)新點
    6.3 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士期間科研成果及參與項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]排水瀝青混合料疲勞損傷耗散能變化比[J]. 黎曉,梁乃興,白洪濤,程志豪,趙小潔.  長安大學學報(自然科學版). 2017(04)
[2]基于相關分析的瀝青混合料疲勞性能內(nèi)部影響因素評價[J]. 高國華,黃衛(wèi)東,黃明.  石油瀝青. 2017(01)
[3]基于廣義西格摩德模型研究瀝青混合料動態(tài)模量和相位角主曲線[J]. 陳輝,羅蓉,劉涵奇,呂慧杰,馮光樂.  武漢理工大學學報(交通科學與工程版). 2017(01)
[4]骨料天然特性對瀝青混合料疲勞開裂的影響[J]. 李松,李艷春.  中外公路. 2014(02)
[5]應力控制模式下瀝青混合料劈裂疲勞試驗研究[J]. 黎曉,梁乃興.  中外公路. 2013(05)
[6]剛柔復合式路面瀝青層溫度疲勞損傷及開裂研究[J]. 李盛,李宇峙,劉朝暉.  工程力學. 2013(10)
[7]橡膠瀝青混合料疲勞性能的自愈合影響因素分析[J]. 黃明,汪翔,黃衛(wèi)東.  中國公路學報. 2013(04)
[8]間斷級配橡膠瀝青混合料抗車轍性能[J]. 關永勝,談至明,張志祥.  同濟大學學報(自然科學版). 2013(05)
[9]瀝青混合料實測拉應變的試驗研究[J]. 黃拓,鄭健龍,錢國平.  中外公路. 2013(01)
[10]瀝青混合料預缺口試件直接拉伸疲勞損傷分析[J]. 周志剛,袁秀湘,譚華.  中國公路學報. 2013(01)

博士論文
[1]考慮加載歷史的瀝青混合料疲勞損傷性能研究[D]. 丁彪.長安大學 2015
[2]基于使用性能的鋼橋面鋪裝環(huán)氧瀝青混合料設計研究與疲勞壽命預測[D]. 張順先.華南理工大學 2013
[3]基于半圓彎曲試驗的瀝青混合料動態(tài)響應及斷裂性能研究[D]. 劉宇.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[4]交通荷載下瀝青類路面疲勞損傷開裂研究[D]. 周志剛.中南大學 2003

碩士論文
[1]基于內(nèi)聚力模型和三維離散元法瀝青混合料劈裂試驗研究[D]. 萬蕾.浙江大學 2016
[2]基于裂縫擴展性能的瀝青混合料低溫性能試驗方法的比選與優(yōu)化[D]. 王枝懿.武漢工程大學 2014
[3]瀝青混合料半圓彎曲試件斷裂的實驗和數(shù)值模擬研究[D]. 陳龍.華中科技大學 2014
[4]拉壓荷載作用下瀝青混合料的疲勞特性研究[D]. 胡瑞波.長安大學 2012
[5]基于能量法的瀝青混合料疲勞特性研究[D]. 張媛.華南理工大學 2011
[6]荷載和溫度對瀝青路面Top-Down開裂影響的有限元分析[D]. 范植昱.長沙理工大學 2011
[7]瀝青混合料彎拉疲勞損傷性能試驗研究[D]. 葉永迪.長沙理工大學 2011
[8]基于應力控制模式下的瀝青混合料疲勞開裂預估模型的研究[D]. 孫杰.華南理工大學 2010
[9]考慮溫度影響時瀝青路面荷載應力分析[D]. 宋允玲.長安大學 2010
[10]不同影響因素下瀝青混合料疲勞性能試驗研究[D]. 李闖.大連理工大學 2009



本文編號：3040608