基于耗散能和黏弹性连续损伤理论的沥青疲劳特性分析

疲劳损伤是沥青结合料的重要特性之一。为研究时间扫描实验和线性振幅扫描(LAS)实验评估沥青结合料疲劳损伤特性的可靠性,本文通过耗散能理论和黏弹性连续损伤理论(VECD)计算了基质沥青和SBS改性沥青的五种疲劳寿命指标,并利用方差分析和皮尔逊相关系数研究了这五种疲劳指标之间的差异性和相关性。研究结果表明:五种沥青结合料疲劳评价指标存在一定的差异性;而且相比基质沥青而言,SBS改性沥青的差异性较大。利用LAS试验和VECD方法评估基质沥青和SBS改性沥青疲劳寿命具有较好的可靠性,这对快速研究沥青结合料抗疲劳损伤能力具有明显的优势。

纤维增强沥青混凝土路面抗裂性能的黏弹性损伤分析

为了研究芳纶纤维增强沥青混凝土路面的抗裂性能,通过劈裂试验和细观复合材料力学对比研究,确定了芳纶纤维的合理掺量为质量含量0.2%;应用黏弹性理论确定了芳纶纤维增强沥青混凝土的松弛模量;应用有限元数值计算的方法,对已含裂缝芳纶纤维增强沥青混凝土路面进行了黏弹性与损伤的耦合分析,分析了芳纶纤维含量对平均损伤因子、损伤区半径、断裂区半径的影响。分析结果表明:质量含量为0.2%的芳纶纤维增强沥青混凝土路面的松弛损伤因子比无纤维时减少了8.38%,损伤区半径和断裂区半径分别减小了66.34%和64.16%;这3个参数都充分表明,芳纶纤维增强沥青混凝土路面的力学性能和耐久性都有明显地改善,可提高低温抗裂能力。

结构的稳定性--弹性、非弹性、断裂及损伤理论

稳定性理论是结构和连续介质力学的核心所在。虽然实际教学中，大都将稳定性理论分割在不同课程中。但是不同应用领域的稳定性分析基于相同的基本原理是相似的。本书集合了弹性、非弹性、断裂及损伤理论，将结构的稳定性独立成一门新课程。

乳化沥青残留物疲劳特性评价的影响因素与机理分析

基于简化黏弹性连续介质损伤(S-VECD)理论研究了乳化沥青残留物应力应变响应特征、疲劳损伤特性与疲劳寿命预估,通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等微观手段分析了乳化沥青残留物相态结构、共混改性以及疲劳损伤的影响机理。研究结果表明:普通乳化沥青残留物的损伤曲线存在交错现象,添加改性剂使得损伤曲线不再产生交错,提升了乳化沥青残留物的疲劳性能,SBR改性剂的改善效果更为显著;改性乳化沥青残留物在EN、ASTM蒸发方式下的损伤曲线较DHM蒸发方式下更平缓,表现出EN、ASTM蒸发方式下的残留物抵抗损伤能力更强;从疲劳寿命提升幅度上看,不同蒸发方式制备的普通乳化沥青残留物的最大疲劳寿命较最小疲劳寿命提升56.9%,而SBS、SBR改性乳化沥青残留物分别提升179.1%和67.8%,表明蒸发方式对改性乳化沥青残留物的巨大影响,且DHM蒸发方式下改性乳化沥青残留物的疲劳寿命均最小;添加改性剂和改变蒸发方式会引起官能团含量、胶体结构和微观粗糙度的变化;DHM蒸发方式更易使得改性乳化沥青残留物发生氧化作用,并且促使更多的沥青质的产生,使得胶团的胶溶性降低,凝胶化增强,导致乳化沥青残留物的疲劳性能降低,影响疲劳性能的评估结果;原子力显微镜试验表明通过DHM蒸发方法制备的改性乳化沥青残留物,分子结构中O^(2-)和H^(+)发生了交换缩合反应,可能产生了化学胶结结构,进而影响了乳化沥青残留物疲劳性能的准确表征与评价。