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考虑拉压模量差异的沥青混合料疲劳损伤特性研究
| 论文题名： | 考虑拉压模量差异的沥青混合料疲劳损伤特性研究 |
| 关键词： | 沥青混合料;疲劳寿命;拉-压-弯模量 |
| 摘要： | 我国现行的沥青路面设计方法指导建设了大量沥青路面，为我国交通事业的发展作出了重要贡献，同时也暴露出了越来越多的问题。 现行的沥青路面设计规范规定在沥青路面结构层设计中无论是以路表弯沉值或是以层底拉应力为设计指标时，采用的设计参数均为沥青路面的抗压回弹模量。其设计理论中最基本假设就是:沥青路面各层是连续均匀的、完全弹性的、各向同性的，即材料在受拉和受压时呈现出相同的力学性质。然而，路面各结构层的强度、刚度参数存在着拉、压差异性，使用单一模量来表征处于复杂应力状态下的路面力学响应是不合适的。由此可见现行沥青路面设计规范简单采用抗压回弹模量作为结构设计参数来进行道路设计是不合理的，会导致理论计算结果与实际情况存在较大偏差，事实亦是如此。 现行沥青混合料试验规程中的拉、压、弯模量分别是通过不同的试验方法来得到的，疲劳试验方法亦是多样性的，导致每种试验结果过于独立，不能很好地将试验结果进行对比分析，造成了不必要的资源浪费。基于此，课题组开发了沥青混合料拉、压、弯拉模量同步测试的试验新方法，为疲劳试验方法的归一化打下了良好的基础。 从损伤力学基本理论出发，定义模量衰减为损伤变量，并推导得出了刚度衰变方程;通过软件对试验数据进行拟合分析，试验结果具有一定的相关性，基于此建立了沥青混合料刚度衰变方程;同时比较了沥青混合料不同试验方法的损伤演化规律。 本文探究了沥青混合料拉、压模量差异性的成因;对比分析了疲劳过程中拉、压模量的初始值、临界值、破坏转折点以及模量衰减斜率等影响因素;揭示了沥青混合料四点弯曲疲劳试验中拉、压、弯模量的衰变规律;据此建立了沥青混合料弯拉疲劳试验过程中拉、压模量的衰变模型;提出了基于沥青路面各点所处位置的实际拉压应力状态，选取相应的模量及其演变规律进行路面设计的新理念，可弥补现行沥青路面设计规范的不足。本研究对解决路面材料参数的测定问题具有一定意义，同时对沥青路面设计理论及计算方法提供了理论与试验基础。 |
| 作者： | 王晓阳 |
| 专业： | 交通运输工程（道路与铁道工程） |
| 导师： | 吕松涛;岳爱军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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