基于非线性疲劳损伤的沥青路面轴载换算

为了建立沥青混合料的非线性疲劳损伤演化方程,同时为完善沥青路面的轴载换算方法,首先进行沥青混合料的配合比设计,确定矿料级配及最佳油石比,然后从损伤力学基本理论出发,定义模量衰减为其疲劳损伤参量,由此推导得到了疲劳损伤方程,并以此方程对小梁直接拉伸疲劳试验结果进行拟合,得到了模型参数和损伤随应力比的变化规律,建立了沥青路面轴载换算新方法。结果表明:沥青混合料的疲劳损伤演化具有明显的非线性,用Miner线性疲劳损伤理论来描述沥青路面疲劳损伤演化过程不合适,由此推导得到的轴载换算方法偏不安全,建立在非线性疲劳损伤演化基础上的轴载换算方法考虑了加载历史和损伤历史的影响。

考虑加载速度影响的沥青混合料疲劳方程

为了建立沥青混合料强度与疲劳行为之间的联系,通过不同加载速率下的沥青混合料直接拉伸强度试验,揭示了强度随加载速率的幂函数变化规律;基于不同加载速率下的强度值,得到了与疲劳加载速率对应的沥青混合料疲劳真实应力比;通过疲劳试验,创建了基于名义应力比和真实应力比的沥青混合料疲劳方程,基于名义应力比的疲劳方程后延后与横坐标的交点远比1大,不具有后延性,而基于真实应力比的疲劳方程可以后延到疲劳寿命为1的强度破坏点,统一了强度破坏与疲劳破坏行为;据此推导了沥青路面抗拉强度结构系数计算新方法;研究结果可为我国公路沥青路面设计规范的修订提供理论依据。