应力控制模式下沥青混合料疲劳损伤力学性能研究

为提高沥青混合料在不同交通环境条件下的疲劳性能,本文以SMA-13,Sup-20和Sup-25等3种不同级配沥青混合料为试验对象,分别添加不同种类的沥青和纤维,制备成7种不同类型沥青混合料车辙模板,采用四点弯曲疲劳试验方法,对不同类型的沥青混合料进行疲劳损伤力学性能研究.结果表明,玄武岩纤维的掺入对沥青混合料在疲劳损伤时耗散角的影响较小.在3个应力水平循环荷载作用下弯拉劲度模量的变化都可分成3个阶段.另外,在单对数坐标下沥青混合料的疲劳寿命与应力水平存在较好的线性关系.

溶解性胶粉改性沥青混合料疲劳性能

应用四点弯曲疲劳试验机BFA(beam fatigue apparatus)对溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳性能进行研究,并在相同空隙率下对溶解性胶粉改性沥青密级配沥青混合料(AC13)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性沥青密级配沥青混合料(SBS-AC13)完成了考虑自愈合影响的疲劳性能比较,进一步完成溶解性胶粉改性沥青与SBS复合改性沥青混合料AC13的疲劳性能和高温性能研究.结果显示:归一化劲度次数积疲劳寿命比50%初始模量降低疲劳寿命更适合用于评价溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳寿命;总结溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳性能与应变、沥青用量和空隙率等三个因子的相关性,提出溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳方程;在4%的设计空隙率下,无论是否考虑自愈合的影响,SBS-AC13的疲劳寿命均高于溶解性胶粉改性沥青AC13,但溶解性胶粉改性沥青AC13的自愈合能力高于SBS-AC13;在4%的设计空隙率下,无论是否考虑自愈合的影响,溶解性胶粉复合SBS改性沥青AC13的疲劳寿命均达到SBS-AC13疲劳寿命的2倍,其自愈合能力高于SBSAC13,且高温性能亦远优于SBS-AC13.

基于BP神经网络的沥青混合料疲劳性能预测模型

以MATLAB为平台,搭建了一种单隐层结构的BP神经网络沥青混合料疲劳寿命预测模型。模型以沥青含量、空隙率和应变水平3个指标作为输入项,疲劳寿命作为输出项。进行了不同试验条件下的四点弯曲疲劳试验,将试验数据归一化处理后得到27组数据用于训练。训练后的神经网络疲劳寿命预测模型拟合优度R2可达到0.91。采用同一组数据对传统的疲劳方程模型进行拟合,并对比两者的预测效果,各项统计指标均显示神经网络模型预测结果明显优于疲劳方程模型,且神经网络还具有疲劳方程所不具备的指标权重分析的功能。