基于隨機荷載譜的瀝青混合料疲勞性能研究.pdf

1、瀝青路面使用期間，受到車輛荷載的反復(fù)作用，結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力或應(yīng)變長期處于交迭變化狀態(tài)，致使瀝青混合料強度不斷衰減。當荷載重復(fù)作用超過一定次數(shù)后，路面內(nèi)所產(chǎn)生的應(yīng)力超過其結(jié)構(gòu)強度降低以后的抗力，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞破壞。路面上作用的車輛荷載是一種隨機荷載，因此，車輛荷載在路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)所產(chǎn)生的應(yīng)力/應(yīng)變也具有隨機性。目前，國內(nèi)外研究者大多采用常幅荷載（應(yīng)力/應(yīng)變）下的疲勞試驗。這并不能完全實現(xiàn)對瀝青路面在實際荷載作用下疲勞性能的模擬。因此，本文

2、采用四點小梁彎曲疲勞試驗方法，研究隨機變幅應(yīng)變下的瀝青混合料疲勞特性。
　　首先，本文選用合理的路面荷載圖式和力學(xué)模型計算重載作用下路面結(jié)構(gòu)應(yīng)變響應(yīng)。運用殼牌路面設(shè)計軟件BISAR3.0，分別計算倒裝結(jié)構(gòu)瀝青路面和半剛性基層瀝青路面的面層內(nèi)應(yīng)變。在道路深度方向和道路橫斷面方向，對比不同荷載條件下的應(yīng)變響應(yīng)，確定瀝青面層結(jié)構(gòu)層內(nèi)應(yīng)變最不利位置點。對現(xiàn)有文獻中提供的軸載譜進行簡化分析后，通過結(jié)構(gòu)計算將其轉(zhuǎn)換為倒裝面層結(jié)構(gòu)中最不利位置的

3、應(yīng)變譜。經(jīng)統(tǒng)計分析，得出該點處應(yīng)變譜符合高斯分布。
　　其次，采用澳大利亞生產(chǎn)的UTS015疲勞試驗機對改性瀝青SMA13混合料進行四點彎曲疲勞試驗，得到了5種常幅應(yīng)變水平下的疲勞壽命，建立了疲勞壽命方程。編制了3種符合高斯分布的隨機變幅疲勞應(yīng)變譜，實現(xiàn)了瀝青混合料在隨機變幅應(yīng)變下的彎曲疲勞試驗，確定了三種應(yīng)變譜作用下的疲勞壽命。
　　最后，通過對現(xiàn)有壽命預(yù)估模型的分析比較，建立了隨機變幅應(yīng)變作用下瀝青混合料的疲勞壽命預(yù)測模