两种不同模式下的沥青混合料断裂过程研究

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不同沥青体分比环氧树脂沥青混合料的断裂性能研究

０５为环氧树脂沥青的相逆转区间。．０
关键词：氧树脂沥青；环混合料；体分比；断裂性能；验研究试
中图分类号：Ｕ５８４文献标识码：Ｔ２．２Ａ文章编号：０９７１２１）８０３ — ６１ — ７６（０２０ — ３５０
Ａ７Ｈ一０普通沥青及ＳＳ改性沥青混合料较大差异，沥青体分比高于０４０Ｂ．０，则环氧树脂沥青混合料的断裂性能变化趋势与
Ａ一０普通沥青及ＳＳ改性沥青混合料相似。ＥＨ７ＢＳ盯微观结构研究表明，沥青体分比为０４时，氧树脂沥青是以树脂相为基．０环体，沥青为近似球形分散体，沥青体分比为Ｏ５０时，青相为基体，脂为近似球形（团）．０沥树胶分散体。沥青体分比为Ｏ４０到．０
性能基本一致，现为三种力学状态，表即低温条件
下，材料为玻璃态，该区间源自量随着温度变化较
小，料表观表现较硬、脆，材较变形能力低；度适温中时，氧树脂沥青表现为过渡态，区间材料模环此
２１年８０２月第８期
城市道桥与防洪
科技研究３５３
不同沥青体分比环氧树脂沥青混合料的断裂性能研究
董丽萍
（北省唐山市公路养护管理处，北唐山￣３０河河００）
摘
要：固化的环氧树脂沥青由树脂相与沥青相构成。该文介绍了其沥青混合料的断裂性能的试验研究。随着沥青用量的增

沥青混合料裂缝潜在自愈合机制研究

和外在的使用环境。在成本上该机理方案较其它
机理方案更有优势。但是该机理方案对时间和外部环境的依赖性较大，对于交通量较大或气温较低地区的路面，该方案的愈合效率较低，愈合效果较差。在选择沥青种类方面，较软的沥青有更好的自愈合效
料具有自愈合性能。目前研究人员提出了两种沥青混合料的愈合方式：沥青骨料界面间的粘结愈
在外界环境与行车荷载的反复作用下，致使路面结构强度逐渐下降。当荷载重复作用超过一定次
数以后，路面出现裂纹。交通建设成果斐然，却也使得沥青路面维修和养护的责任变得巨大。面
一
已经有了
之外，人们开始研究不易于开裂或有自愈合性能的新材料。
定的认识。一个间歇周期内疲劳寿命的增量见
图１。
自愈合的定义为：材料在使用期间对自身的
损伤作自我修复的行为。自愈合在自然界并不稀
奇。动物受伤的躯体会停止流血，伤口也会逐渐
图６离聚物键示意图
果，但是过软沥青的路用性能也会受到影响，出
量的聚合物。Ｊｏｎｅｓ在２００７年提出这种键的可逆可以作为愈合机制。图６为离聚物键示意图，其中Ｍ代表Ｍｇｎ，ｚｎｎ或者Ｎａ。
２．１沥青
沥青材料的自愈合性能是其自身的固有属
性，主要依靠的是沥青材料２各自愈合机制的优缺点
离聚物是可以与离子骨架之间存在活性键的

沥青混合料开裂行为多尺度研究

沥青混合料开裂行为多尺度研究0.引言在“白改黑”路面结构中水泥板充当了半刚性基础，已存在的旧裂缝加剧了沥青路面的反射开裂现象，极大的影响了道路的使用寿命。

对于沥青路面层的开裂行为的研究极为迫切。

通常对开裂行为的研究分为室内实验和数值仿真两种手段，当前的研究重点在找出其混合料内在性质与开裂行为的联系。

本文的主要研究内容是总结归纳国内外对于沥青路面层开裂的研究现状，并分析其使用的方法及指标，得出开裂机理以预防开裂行为。

1.沥青路面开裂行为试验研究沥青混合料的宏观裂纹是细微结构裂纹扩展、局部损伤演化的累积效应，是力学响应的耦合作用。

路面结构内部裂缝的产生可以分为萌生、发展、失稳三个阶段，把握宏观、细观、微观的结构特征对裂缝发展影响机理，实现沥青混合料开裂行为的多尺度研究。

1.1宏观尺度下的开裂研究基于断裂力学理论分析宏观尺度路面结构的力学响应和裂缝扩展规律。

基于常规的沥青混合料试验方法开展劈裂或者小梁弯曲试验，研究可表征宏观开裂行为的特征参数。

Hui Wei[1]等采用声发射仪监测小梁三点弯曲试验，发现声发射特征参数与试件裂纹扩展存在相关性，可用于试件宏观裂缝断裂预警；三维定位可以有效地跟踪试件主裂纹面的位置，反映沥青混凝土低温开裂的动态演化过程。

陈正伟[2]等通过半圆弯拉（SCB）试验分析不同RAP掺量和沥青老化程度的再生沥青混合料抗裂性能，发现高RAP掺量的再生沥青混合料的抗开裂能力较差，采用柔性指数可以评价沥青混合料的抗裂性能。

宋卫民[3]等基于断裂力学理论分析了不同温度和RAP掺量下再生沥青混合料的中低温抗裂性能。

发现-10℃时RAP掺量为25%的沥青混合料应力强度因子()最大，但断裂能随着RAP掺量增加逐渐降低；25℃时可以用等效应力强度因子（）评价沥青混凝土的中温断裂韧性。

杜健欢[4]等通过间接拉伸试验研究骨架结构的沥青混合料低温抗裂性能及裂纹扩展情况。

Zhenghua Lyu[5]借助扫描电镜揭示水泥乳化沥青砂浆的开裂机理，发现在微裂纹形成和现象学的疲劳破坏两个阶段疲劳位移有一个转折点存在，可表征混合料内部损伤的加剧、宏观裂纹的形成和模量的降低。

基于细观结构特征的沥青混合料断裂机理研究

验，利用ＣＣＤ摄像头跟踪拍摄了沥青混合料小梁变形破坏的全过程，并利用扫描电镜（ＳＥＭ）观察
了受力前以及断裂后沥青混合料的细观界面形貌，从细观结构角度揭示沥青混合料小粱变形断裂的机理．结果表明：ＳＢＳ沥青混合料的抗弯断裂性能要优于普通沥青混合料，而沥青本身的性能、沥
第１６卷第１期
２Ｏ１３年２月
建
筑
材
料
学
报
Ｖｏｌ＿１６，ＮＯ．１
Ｆｅｂ．．２Ｏ１３
Ｊ０ＵＲＮＡＬＯＦＢＵＩＬＤＩＮＧＭＡＴＥＲＩＡＬＳ
文章编号：１００７ — ９６２９（２０１３）０１ — ００８６ —ｒａｃｋｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｅａｒｌｙｄａｍａｇｅｔｙｐｅｓｆｏｒｐａｖｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｂｅｎｄｉｎｇｆｒａｃｔｕｒｅｆｅａｔｕｒｅｓａｂｏｕｔＳＢＳ
ＸＩＮＧＹｏｎｇ— ｕｉｒｎｇ，Ｎ，Ｗｅｎ～ｃｈｅｎ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕｈｈｏｔ０１００５１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕｈｈｏｔ０１００５１，Ｃｈｉｎａ）

沥青混合料疲劳试验中两种控制模式的选择分析_刘峰

文章编号:1671-2579(2005)04-0192-03沥青混合料疲劳试验中两种控制模式的选择分析刘峰,李宇峙,黄云涌(长沙理工大学,湖南长沙 410076)摘要:通过对壳牌SBS 改性沥青(Caribit)、壳牌宽域沥青(M ultiphalte)及壳牌重交AH -70#3种沥青拌制的AK -13型沥青混合料小梁在两种控制模式下的弯曲疲劳试验和APA 疲劳试验结果加以理论分析、比较,验证了沥青混合料疲劳试验中采用应力控制模式的合理性。

关键词:应力控制;应变控制;疲劳寿命;APA收稿日期:2005-02-28作者简介:刘峰,男,硕士研究生.沥青混凝土的疲劳寿命直接影响沥青路面的使用寿命及使用性能,是决定沥青混凝土路面工程寿命周期成本的关键因素。

为了模拟沥青路面在车辆荷载作用下的疲劳状态,室内一般是按照应力控制或应变控制的模式进行疲劳试验和疲劳分析。

应力控制的疲劳试验是指沥青混合料试件施加的荷载不变,保持应力为常数,故也称之为常应力疲劳试验。

控制应变试验是试验时保持应变不变,即常应变疲劳试验。

本文首先将壳牌SBS 改性沥青、壳牌宽域沥青及壳牌重交AH -70#3种沥青拌制的AK-13型沥青混合料小梁在材料试验机(M TS-810)上进行了两种控制模式下的弯曲疲劳试验,得出了不同的结果;然后通过沥青路面分析仪(APA)对3种沥青混合料小梁进行疲劳试验,将试验结果与弯曲疲劳试验中两种控制模式下的疲劳试验结果加以分析对比,探讨了在室内疲劳试验中,采取何种控制模式较为合理。

1 试验材料1.1 沥青本研究中所选用的沥青为壳牌SBS 改性沥青、壳牌宽域沥青及壳牌重交AH-70#。

1.2 沥青混合料混合料的矿料级配为AK-13型,粗、细集料为攸县玄武岩,矿粉为石灰石矿粉,用3%的425#普通硅酸盐水泥取代等量矿粉。

试验过程中采用分级筛分,严格按照级配中值配料,马歇尔试验试件及车辙试件成型温度控制在145~155e 。

AC-16沥青混合料抗裂性能评价

AC-16沥青混合料抗裂性能评价刘栋;杨朝辉【摘要】Three different types of asphalt mixtures are designed according to the theory of CAM. To evaluate the anti-cracking performance, fatigue test of notched beam of asphalt mixture is proposed by analyzing the types of asphalt pavement fractures. In order to proving the availability of this method,bending test is conducted. The results show that the proposed method is effective. Through the comparative a-nalysis of failure strain, failure stress, bending strain energy and fatigue life, an optimum method is chosen.%基于缓裂沥青混合料(CAM)的设计理论,设计了两组不同级配的混合料.为评价沥青混合料的抗裂性能,通过分析路面裂缝类型,设计了一种预切口小梁的弯曲疲劳试验,采用低温小梁弯曲试验验证了此试验方法.结果表明,两种试验方法所得结论相同,且预切口小梁的弯曲疲劳试验中不同级配的混合料结果差异显著.通过对破坏应变、破坏强度、弯曲应变能临界值和弯曲疲劳次数这4种评价指标的比较分析,从中找出最佳的评价指标.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2011(036)006【总页数】5页(P134-137,148)【关键词】沥青混合料;缓裂沥青混合料;抗裂性能;预切口沥青混合料小梁;疲劳试验【作者】刘栋;杨朝辉【作者单位】同济大学道路与交通工程教育部重点试验室,上海201804;同济大学道路与交通工程教育部重点试验室,上海201804【正文语种】中文【中图分类】U414.10 引言沥青路面结构出现裂缝是导致路面早期损害的一个重要原因。

基于内聚力模型的再生沥青混合料低温断裂性能研究

第 55 卷第 2 期2024 年 2 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.55 No.2Feb. 2024基于内聚力模型的再生沥青混合料低温断裂性能研究吴昊，宋卫民，邓子成(中南大学土木工程学院，湖南长沙，410075)摘要：内聚力模型(CZM)在沥青混凝土开裂研究中得到了广泛应用，但采用内聚力模型对再生沥青混凝土断裂的研究还很少。

本文采用随机算法和坐标控制法建立包含旧集料和新集料的再生沥青混合料半圆弯拉模型，将模型分为集料同分布模型和集料随机分布模型两类。

研究−10 ℃时不同RAP 掺量(0、25%、50%、75%、100%，质量分数)对再生沥青混合料SCB 试件应力强度因子K IC 、断裂能G F 和抗裂指数I CR 的影响。

研究结果表明：无RAP 掺入的SCB 试件具有较好的断裂性能；随着RAP 掺量增大，应力强度因子K IC 、断裂能G F 和抗裂指数I CR 均减小，表明RAP 的掺入会削弱沥青混合料的低温断裂性能；采用有限元模型得到的断裂参数与室内试验结果一致；相比于集料同分布模型，集料随机分布模型各评价指标的变异性系数整体更大，表明集料分布状态对开裂结果有一定影响；当计算样本足够多时，这两类模型获得的抗裂参数变化规律一致，可有效评价再生沥青混合料断裂性能。

关键词：再生沥青混合料；应力强度因子；断裂能；抗裂指数；内聚力模型中图分类号：U414 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2024）02-0473-12Research of low-temperature fracture performance of reclaimedasphalt mixture based on cohesive zone modelingWU Hao, SONG Weimin, DENG Zicheng(School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China)Abstract: Cohesive zone model (CZM) has been widely adopted in the cracking studies of hot mix asphalt, but there are few studies focused on the cracking of reclaimed asphalt mixture based on CZM. In this paper, the stochastic algorithm and the coordinate control method were used to establish the semicircular bending model of the reclaimed asphalt mixture including the RAP aggregate and the virgin aggregate, and the model was divided into two types, i.e., the identical distribution of aggregates and the random distribution of aggregates. The effect of RAP (0, 25%, 50%, 75%, 100%, mass fraction) was investigated on the fracture parameters at −10 ℃, including收稿日期： 2023 −05 −07；修回日期： 2023 −07 −10基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(52008405)；湖南省自然科学基金资助项目(2021JJ30845) (Project(52008405) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(2021JJ30845) supported by the Natural Science Foundation of Hunan Province)通信作者：宋卫民，博士，副教授，从事路基路面材料性能研究；E-mail:**************.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.02.003引用格式：吴昊, 宋卫民, 邓子成. 基于内聚力模型的再生沥青混合料低温断裂性能研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2024, 55(2): 473−484.Citation: WU Hao, SONG Weimin, DENG Zicheng. Research of low-temperature fracture performance of reclaimed asphalt mixture based on cohesive zone modeling[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2024, 55(2): 473−484.第 55 卷中南大学学报(自然科学版)stress intensity factor (KIC ), fracture energy (GF) and cracking resistance index (ICR). The results show thatspecimens without the incorporation of RAP exhibit the superior fracture resistance in terms of KIC , GFand ICR.With the increase of RAP mass fraction, KIC , GFand ICRall decrease remarkably, indicating the low-temperaturefracture resistance is degraded. The fracture parameters obtained by using the finite element model are consistent with those of the laboratory tests. Compared with the identical distribution model of aggregates, the variability coefficient of each evaluation index of the random distribution model of aggregates is larger, indicating that the distribution state of aggregates shows a certain influence on the cracking results, and sufficient calculation time is the key to accurate calculation. When there are enough calculation samples, the changes of the fracture parameters of the two types of models are consistent, which can effectively evaluate the fracture performance of recycled asphalt mixture.Key words: reclaimed asphalt mixture; stress intensity factor; fracture energy; cracking resistance index; cohesive zone model沥青混凝土路面是我国路面结构的主要形式，具有施工方便、行车舒适等优点。

沥青混合料半圆弯曲断裂实验和离散元数值分析

沥青混合料半圆弯曲断裂实验和离散元数值分析高虎;杨新华;陈龙【摘要】开展了含不同取向预切口的沥青混合料半圆弯曲试件的断裂实验,发现随着预切口角度的增大,裂纹路径偏转角单调增大,而峰值载荷的变化规律则比较复杂.为了分析现象背后的内在机制,基于图像处理方法建立了试件的几何模型,采用线弹性模型描述骨料–骨料,双线性内聚力模型描述骨料–基体和基体–基体颗粒的接触作用,开展了沥青混合料半圆弯曲断裂的离散元数值模拟,并与实验结果做了比较,发现由于断裂是混合模式的,法向拉接触力和切向接触力在裂纹萌生和扩展中都发挥着非常重要的作用.裂纹倾向于在骨料和基体之间界面萌生和扩展,界面脱粘是沥青混合料中裂纹扩展的一个重要机制.这些工作有助于加深对沥青混合料开裂行为和机理的认识,并为沥青路面设计和管养等提供参考.【期刊名称】《土木工程与管理学报》【年(卷),期】2018(035)004【总页数】7页(P123-129)【关键词】沥青混合料;半圆弯曲断裂;图像处理方法;离散元方法【作者】高虎;杨新华;陈龙【作者单位】华中科技大学土木工程与力学学院,湖北武汉 430074;华中科技大学土木工程与力学学院,湖北武汉 430074;华中科技大学土木工程与力学学院,湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】U414断裂是寒区沥青路面常见破坏形式之一，随着交通流量和重载车辆的增多，表现得更为突出。

因此，沥青混合料断裂问题近年来吸引了广泛关注。

作为一种复合材料，沥青混合料由沥青基体、孔隙和随机分布的粗细骨料组成。

采用均匀化材料模型预测的开裂路径往往和实际情况存在很大差异[1]。

因此，建立包含组分和微结构信息的异质材料模型是精确研究和分析沥青混合料断裂问题的前提。

目前，建立沥青混合料异质模型的方法主要有两种：一是参数化建模方法，这种方法采用多面体或多边形模拟骨料，根据给定的骨料级配和含量建立沥青混合料几何模型[2]；二是数字图像处理方法，该方法利用高分辨率相机或计算机断层扫描获得数字图像，通过边界识别技术获得骨料信息，从而建立沥青混合料异质模型[3]。

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第４１卷第６期２０１４年６月
湖南大学学报（自然科学版）（）ｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＮａｔｕｒａｌＳｃｌ．４１，Ｎｏ．６Ｊｕｎ．２０１４
，：ａｕｒｅｍｏｄｅａｎｄｍｉｘｅｄｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｓｈａｌｔｃｏｎｃｒｅｔｅｕｎｄｅｒｏｄｅｎＡ－ｍ－ Ⅱ Ⅰ Ⅰ ｐｙｐｅｒｏｃｅｓｓｏｆｓｉｎｌｅＥｘｔｅｎｄｅｄＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ（ＸＦＥＭ）ｗａｓｅｍｌｏｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｄｅｎｏｔｃｈｅｄｂｅａｍ－ｐｇｐｙｇ（），ｓｅｃｉｍｅｎＳＥＢ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍａｒｉｓｏｎｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｃｏｒｄｓｉｔｃａｎｂｅｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｐｐｐ，ａｔｈａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｏｎｓｅ．ＭｏｒｅｏｖｅｒＸＦＥＭｃａｎｓｅｒｖｅａｓａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔｔｏｏｌｆｏｒｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｃｒａｃｋｐｇｐｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｏｆＳＥＢｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｆｏｕｒｓｔａｅｓ．Ｔｈｅｂｅａｍｈａｓａｌｒｅａｄｂｅｅｎｕｎｄｅｒｄａｍａｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｓｔａｅｗｈｅｎｇｙｇｇｔｈｅｌｏａｄｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｅａｋｖａｌｕｅａｎｄｃｒａｃｋｉｎｉｔｉａｔｅｓａｆｔｅｒｔｈｅｅａｋｌｏａｄ．Ｆｒａｃｔｕｒｅｂｅｈａｖｉｏｒｃａｎｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓａｒｏｃｅｓｓｐｐｐ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓｄｅｃｒｅａｓｅｓｉｎｔｈｅｄａｍａｅｄｚｏｎｅａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｉｎｔｈｅｕｎｄａｍａｅｄｚｏｎｅ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅｔｈｅｌｅｎｔｈｏｆｇｇｇ，ｔｈｅｄａｍａｅｄｚｏｎｅｉｓｉｎｃｒｅａｓｉｎ．Ｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｏｆｆｓｅｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｈｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｓｉｓｉｓ０．４５～０．５１ｇｇｇｙｓａｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓｏｏｄａｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔ．Ｕｎｌｏａｄｉｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｃｃｕｒｓｎｅａｒｔｈｅｍｉｄｎｓｅｃｔｉｏｎｗｈｅｎｏｆｆｓｅｔ－ｐｇｇｇ，ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｓｅｕａｌｔｏ０．４５ｗｈｉｃｈｉｎｈｉｂｉｔｓｔｈｅｄａｍａｅｒｏｗｔｈａｎｄｔｈｅｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｏｆｓｅｃｏｎｄａｒｃｒａｃｋｓ．ｑｇｇｙ：；；ｅｅｘｔｅｎｄｅｄｆｉｎｉｔｅｅｌｅＫｅｗｏｒｄｓａｓｈａｌｔｃｏｎｃｒｅｔｅｓｉｎｌｅｄｅｎｏｔｃｈｅｄｂｅａｍ；ｍｉｘｅｄｏｄｅｒａｃｋｉｎ－－ｍ－ Ⅰ －Ⅱｃｐｇｇｇｙ；ｍｆｅｎｔｍｅｔｈｏｄｒａｃｔｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ
１－３］，对其加载直到破坏以获得破坏过程中的各式［
区域，并通过建立一维无材料特性的部件来模拟初类似，始切缝．与内聚力模型（扩展有限元需ＺＭ）Ｃ要定义材料的弹性模量、损伤准则以及破坏准则．软件中提供了５种可供选择的损伤准则，如最大应力或应变准则、最大应力平方和准则等，但是只有最大主应力准则可以实现裂缝的自由扩展，扩展方向为最大主应力方向的正交方向，而其他４种准则只能沿着预先定义好的方向扩展．因此，本文采用最大主应力准则，具体形式为：〈 σ ｍａｘ〉且１．０＋ｆ０ ≤ ｆ ≤ １．ｔｏｌ．０ σ ｍａｘ（）１
第６期
金光来等：两种不同模式下的沥青混合料断裂过程研究
１２１
沥青混合料的断裂在沥青路面的使用过程中，问题已经成为影响路面结构性能和使用性能的重要因素，包括新建路面裂缝的产生、扩展以及旧路加铺结构已有裂缝的扩展２种形式．在车辆移动荷载的作用下，路面结构中的沥青混合料常受到拉应力、剪应力的综合作用，因此研究沥青混合料在多种开裂模式下的断裂特性具有十分重要的意义．目前，对沥青混合料的断裂研究主要分为试验研究和数值研究２个方面，试验研究即采用小梁试件、劈裂试件、半圆弯拉试件等不同的结构形
类参数．其中，单边切口梁试件具有应力场明确、制备方便以及易于实现复合模式开裂等优点，并且可以测得断裂能，已经得到了越来越广泛的应
４－７］但是，用［试验方法难以对断裂过程中的力学．
ｆ＝
式中：若其为正值，则〈 σ σ ｍｍａｘ为最大主应力，ａｘ〉
（）文章编号：６７４９７４２０１４０６１２０７１２００－－－
两种不同模式下的沥青混合料断裂过程研究＊
梁彦龙金光来，黄晓明，
（）东南大学交通学院，江苏南京２１００９６
为了深入研究沥青混合料在 Ⅰ 型和 Ⅰ －Ⅱ 复合型模式下的断裂特性与机理，采摘要：用了扩展有限元方法对单边切口梁的断裂过程进行了数值模拟和分析．通过与试验数据的对比发现，扩展有限元方法可以有效地计算不同模式下裂缝扩展的路径以及断裂过程中的力学响应．进一步分析表明：小梁的断裂过程可以分为４个阶段；当加载点的荷载达到峰值时，小梁已经处于损伤累积阶段，荷载开始下降后，裂缝才逐渐形成；断裂过程可以理解为损伤带内拉应力下降、未损伤带内拉应力上升或者上升后再下降的过程，且损伤带长度不断增与试验结果基本一致；加；当偏移系数为４５～０．５１， Ⅰ －Ⅱ 复合型断裂的临界偏移系数为０．跨中局部区域在加载过程中出现了 “ 卸载” 现象，导致损伤不再增加，抑制了次裂纹４５时，０．的产生．关键词：沥青混合料；单边切口梁；扩展有限元；断裂机理 Ⅰ －Ⅱ 复合型开裂；中图分类号：４１４文献标识码：ＵＡ
，ＪｌｌＬＩＮＧｕａｎａｉＨＵＡＮＧＸｉａｏｉｎＩＡＮＧＹａｎｏｎ－－ｍ－ｇｇ，ｇ
，），，Ｎ（Ｊｉａｎｓｕ１００９６，ＣｈｉｎａｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖａｎｉｎＳ２ｇｐｊｇ
＊
收稿日期：１２０１３０９２－－）基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１７８１１２，男，安徽六安人，作者简介：金光来（东南大学博士研究生９８７－）１：通讯联系人，Ｅ－ｍａｉｌｈｕａｎｘｍ＠ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎｇ
ｕｍｅｒｉｃａｌＡｎａｌｓｉｓｏｆｔｈｅＦｒａｃｔｕｒｅＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＡｓｈａｌｔＡＮｙｐＣｏｎｃｒｅｔｅｕｎｄｅｒＴｗｏＤｉｆｆｅｒｅｎｔＭｏｄｅｓ