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应力、应变控制模式下沥青疲劳损伤差异机理分析
| 论文题名： | 应力、应变控制模式下沥青疲劳损伤差异机理分析 |
| 关键词： | 路面工程;沥青材料;疲劳损伤;应力控制模式;应变控制模式 |
| 摘要： | 多年来，沥青及沥青混合料的疲劳损伤特性一直倍受关注和重视。沥青的疲劳试验有应力控制和应变控制两种模式。然而，几乎所有的研究均显示应力、应变两种控制模式下，沥青的疲劳性能具有显著差别，这种差异性使得沥青疲劳评价指标的确定面临困难，进而导致难以比较不同沥青间抗疲劳性能的优劣、选择优质的沥青用于沥青路面建设。另一方面，尽管近年来部分研究者注意到沥青疲劳损伤差异所带来的问题和混乱，进而越来越重视这方面的研究，但是大部分研究着眼于沥青混合料且现有研究多着眼于现象上的统一，而没有从根本上分析应力、应变控制模式下沥青疲劳损伤的差异机理。因此，挖掘应力、应变两种控制模式下沥青损伤差异机理，从本质上建立应力、应变控制控制模式下统一的沥青疲劳评价指标是十分必要的。 针对上述问题，本文首先分别研究了静态荷载和动态荷载作用下沥青的变形特性，在此基础上，参考现有的沥青本构方程，通过比较分析选择了能较准确反映沥青变形特性的本构方程，从而为后面建立沥青的疲劳损伤演化模型提供基础。 其次，本文基于不同控制模式下、不同温度下、不同荷载大小下的疲劳试验，通过分析不同控制模式下复数模量、相位角、耗散能、累积耗散能等粘弹参数在疲劳过程中的变化规律，研究了不同控制模式下沥青疲劳特性的差异，从而确定了控制模式的影响阶段和影响阈值。 最后，基于不同控制模式下的沥青疲劳变形特性的差异，进一步分析了疲劳过程中不同粘弹参数的变化，从而阐述了沥青的疲劳特性和应力、应变控制模式下沥青疲劳损伤差异机理。在此基础上，结合沥青的本构模型，建立了两种控制模式下累积耗散能的增长模型及其转换关系，进一步提出了两种控制模式下的疲劳损伤演化模型及其转换关系。 本研究揭示了沥青疲劳的实质，对于沥青疲劳性能评价和预测具有重要意义。此外对于其他粘弹性材料损伤机理的分析具有一定的参考价值，研究成果对于路面力学和材料学科的发展具有一定的推动作用。 |
| 作者： | 张红 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 谭忆秋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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