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沥青混合料断裂参数A和n的取值研究
| 论文题名： | 沥青混合料断裂参数A和n的取值研究 |
| 关键词： | 反射裂缝;断裂参数;沥青混合料;预估模型 |
| 摘要： | 沥青路面因其行车舒适已成为道路铺面工程的主要类型。无论是旧水泥混凝土路面加铺沥青面层，还是新建半刚性基层沥青路面，或是对旧沥青路面加罩处理，反射裂缝都是沥青路面常见病害之一。反射裂缝的存在,给雨水进入路面提供路径，雨水会顺着基层裂缝进一步往下渗以致软化土基，或滞于加铺层与下卧层之间，在行车荷载作用下产生极大动水压力而冲刷基层和沥青混合料，削减路面强度而导致沥青路面大面积损坏。但对一条道路而言，出现反射裂缝并不意味着道路完全破坏。只要反射裂缝不扩展到路面顶部，雨水不进入道路内部，损坏就不会加剧。 要研究反射裂缝的扩展特性，就需要了解断裂力学里关于裂纹扩展速率的研究。即著名的Paris公式，现今工程应用中裂纹扩展预估模型的基础，其形式为： dc/dN-A(ΔK)n 其中 N-荷载作用次数；c-裂缝长度；ΔK-应力强度因子变化值；A、n-材料的断裂参数。本课题在目前已有的研究成果上，结合Overlay Tester试验方法，针对武汉地区特有的环境因素和材料因素，试图获取裂缝扩展预估模型 Paris公式中的断裂参数A和n值。为后续准确预估沥青混合料的疲劳裂纹扩展寿命（裂纹的萌生，裂纹的扩展）提供支持。 本文首先简要介绍反射裂缝的产生和扩展机理及Overlay Tester试验方法；其次通过数值有限元分析软件建立裂纹扩展模型，计算分析实际沥青路面反射裂缝产生与扩展的情况；同时建立Overlay Tester计算模型，分析在特定试验条件下，应力强度因子SIF随裂缝扩展长度c的关系；然后进行Overlay Tester试验获取荷载作用次数与单圈最大荷载的关系，结合数学回归所得归一化单圈最大荷载与裂纹扩展长度的关系，求得裂纹扩展长度c和荷载作用次数N的关系；对比Paris公式特点分析计算断裂参数A和n值；最后对基于武汉地区的实际温度、材料通过试验验证求解A、n值。 |
| 作者： | 程刚 |
| 专业： | 道路工程 |
| 导师： | 胡小弟;吴英彪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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