第五章 路面材料的力学特性分析
路面材料力学性能

• 沥青面层的疲劳寿命主要取决于材料所受到的 最大拉应变值。一般来说沥青含量多,针入度 低和空隙少的密实型沥青混合料对疲劳开裂的 抵抗能力强,使用寿命长。 • 沥青混合料有控制应力和控制应变两种方法。 • 常用疲劳方程形式为:
• 蠕变模量试验用于分析路面的车辙量, 而复数模量和回弹模量用于以弹性理论 为基础的路面结构分析。
• 沥青混合料的劲度除了主要受温度和加 荷时间影响外,还与沥青含量,沥青劲 度,集料数量,集料的类型,形状,结 构和级配,混合料的空隙率,侧移条件 等因素有关。
• 沥青混合料的抗剪强度可由三轴压缩试验获得, 并常用摩尔—库伦强度理论分析强度构成,用 于检验在较大水平力作用下,沥青面层是否会 因抗剪强度不足而出现推移等破坏。
• 影响水硬性混合料强度和模量的因素有 结合料的含量和活性,集度的组成,拌 制均匀性和压实程度以及龄期。随着龄 期增长,水硬性混合料的强度和模量有 明显增大趋势,其中石灰稳定类的增长 速率高于水泥稳定类和水泥混凝土的增 长速率。
• 沥青路面的低温缩裂,高温推挤,水泥 混凝土的翘曲变形,胀曲与路面材料的 热学性能有关。
沥青混合料
• 沥青混合料的应力—应变与温度和荷载作用时 间有关。在低温时,沥青混合料呈现弹性,在 常温和高温时,则变为弹-黏性或弹-黏-塑性 体。沥青混合料在给定温度T和加荷时间t的应 力—应变特征用劲度表示即: •
S t ,T (
) t ,T
沥青混合料的劲度常用测 定方法
• 1.蠕变模量试验 • 2.动态模量试验 • 3.回弹模量试验
力学特性对混凝土路面性能的影响

力学特性对混凝土路面性能的影响混凝土路面是交通领域中常见的道路材料,其性能对道路的使用寿命和用户的行车体验有着重要影响。
力学特性是评估混凝土路面性能的关键指标之一,它包括强度、刚度、韧性等方面。
本文将探讨力学特性对混凝土路面性能的影响,并分析相关的原因和解决方案。
一、强度对混凝土路面性能的影响混凝土路面的强度是指其承受压力和荷载的能力。
强度的高低直接影响着路面的耐久性和承载能力。
强度较低的混凝土路面容易出现龟裂和破损的情况,降低了路面的使用寿命。
因此,提高混凝土路面的强度是保障其性能的关键措施之一。
提高混凝土路面强度的方法包括使用高强度混凝土、增加混凝土配合比中的水灰比、采用更好的施工工艺等。
高强度混凝土能够承受更大的荷载和压力,减少了路面的龟裂风险。
适当降低水灰比可以增加混凝土的致密性,提高其抗压性能。
而采用先进的施工工艺,如合理的养护措施和密实度控制等,也能够提高混凝土路面的强度。
二、刚度对混凝土路面性能的影响混凝土路面的刚度是指其对荷载的响应和变形程度。
刚度的高低影响着路面的平稳性和用户的舒适度。
刚度较低的混凝土路面容易出现车辙和波浪状变形,给用户带来不良的行车体验。
因此,提高混凝土路面的刚度是改善其性能的重要手段之一。
提高混凝土路面刚度的方法包括增加路面厚度、使用高强度材料、改良基层等。
增加路面厚度可以提高其在荷载作用下的抵抗能力,减少对基层的变形影响。
使用高强度材料能够提高混凝土路面的刚度和强度,减少变形的发生。
此外,改良基层的方法,如增加基层的厚度和使用合理的改良材料等,也可以有效提高混凝土路面的刚度。
三、韧性对混凝土路面性能的影响混凝土路面的韧性是指其在荷载作用下的变形能力和抗裂性能。
韧性的高低直接关系到路面的抗龟裂和抗磨损能力。
韧性较差的混凝土路面容易出现裂缝和损坏现象,降低了其使用寿命。
因此,提高混凝土路面的韧性是保障其性能和使用寿命的关键之一。
提高混凝土路面韧性的方法包括使用改性剂、添加纤维材料、采用适当的配合比等。
路面材料力学性能的研究与应用

路面材料力学性能的研究与应用引言:路面材料是人们日常生活中不可或缺的一部分,它直接关系着人们出行的舒适度和安全性。
因此,探索和研究路面材料的力学性能对于改善道路质量、提高交通流效率和降低交通事故率具有重要意义。
本文将介绍路面材料力学性能的研究与应用,探讨其在道路工程中的重要性。
一、路面材料力学性能的研究1. 路面材料的力学性质路面材料的力学性质包括强度、刚度、变形性能等方面。
强度指材料抵御外部载荷作用下变形或破坏的能力;刚度是指材料在外力作用下的变形量与外力的关系;变形性能是指材料在受力时的侧向变形、纵向变形和损伤行为。
对这些性质进行深入研究可以为改善路面质量提供依据。
2. 路面材料测试方法为了准确测量路面材料的力学性能,采用了许多测试方法,如驱动试验、反射衰减率测量试验、刚性板弯曲试验等。
通过这些测试方法可以获得路面材料的强度、刚度和变形性能等重要参数,进一步指导道路工程的设计和施工。
3. 路面材料力学性能与环境因素的关系路面材料的力学性能与环境因素之间存在紧密的关联。
例如,温度、湿度和紫外线辐射等因素会对路面材料的力学性质产生影响。
因此,研究路面材料在不同环境条件下的力学性能变化规律,为适应不同地区的道路建设提供科学依据。
二、路面材料力学性能的应用1. 路面设计路面设计是基于材料力学性能的理论基础之上进行的。
通过深入研究路面材料的力学性能,结合交通流量、道路类型和环境因素等信息,可以在保证道路安全和舒适性的前提下,合理选取路面材料的类型和厚度。
2. 道路施工路面材料的力学性能不仅影响着道路的使用寿命,还影响着施工工艺和质量。
在道路施工过程中,需要根据路面材料的力学性能选择合适的施工方法和材料,确保道路的耐久性和平稳性。
3. 路面维护与养护路面的力学性能会随着时间的推移而逐渐退化,因此路面的维护与养护是道路运营管理中不可或缺的一环。
通过根据路面材料的力学性能变化情况及时进行维修和养护,可以延长路面的使用寿命,提高路面的可靠性和安全性。
路面材料力学性能

θ为主应力之和
1 2 3 1 2 2 3 3
k为系数,k1=7.0-15.7,k2=0.46-0.64
由于σ1与σ3有关,所以模量还可以表示为:
Er
f1
f2 3
荷载-弯沉关系
随着荷载(弯沉)的增大,模量在增加
P 破坏点 l
设计中的考虑
粒料模量的取值比较困难,因为E=F(应力, 棱角,纹理,密度),设计中无法考虑这 么详细
5、疲劳特性:与寿命有关,与荷载作用次数有关
6、耐久性:自然因素的影响,包括水的作用、水稳 定性、抗剥落特性、抗冻融特性(温度)、自然 老化、抗紫外线。
二、颗粒材料的工程性质
1 强度来源
2 应力应变关系
3 变形累积
4 泊松比
1、强度来源
强度来源
颗粒类材料由于无结合料的黏结,所以不 是一个整体,是一个结构层,但自身是松 散的。
低应力为零:常用方式,沥青路面方式 低应力>零:水泥路面方式 低应力<零:双向加载方式,不常用
• 随着荷载作用次数的增加,材料的抗力(强度、 模量)在不断降低。
• 疲劳寿命与加荷方式、波形、频率等因素有关。 荷载级位越大,疲劳寿命越短;荷载级位越小, 疲劳寿命越长。当然还与材料自身的特性有关, 与黏结料的性质有关,与集料的性质也有关。 一般而言,影响弯拉强度的因素都将影响疲劳 特性。
影响变形特性的因素
• 温度、应力和作用时间(加载频率) • 沥青的含量、质量 • 集料特性,包括棱角、破裂面比例,集料表面
纹理、级配等 • 压实度、压实方法
4、泊松比
与沥青含量、温度和集料特性有关,一般 取0.25-0.50。P50。实际上,大部分混合 料的泊松比大于0.50。
交通运输工程中的路面材料力学特性研究

交通运输工程中的路面材料力学特性研究引言:交通运输工程中的路面材料力学特性是指路面材料在受力状态下的力学特性,包括强度、变形、疲劳和耐久性等。
研究这些特性有助于提高道路的承载能力和使用寿命,保障道路交通的安全和顺畅。
一、路面材料力学特性的重要性路面是交通运输工程中最基础的组成部分,承担着车辆荷载的传递和分担等任务。
因此,路面材料的力学特性对道路的功能和性能有着重要影响。
首先,了解路面材料的强度特性对道路的承载能力评估至关重要。
强度是指路面材料抵抗外力破坏的能力,需要经过多种力学试验来确定。
准确评估路面材料的强度有助于选择适合的材料,提高道路的承载能力,避免出现车辆过重或载货过多造成的路面损坏。
其次,路面材料的变形特性也是研究的重点之一。
路面在受到车辆荷载作用时,会发生不同程度的变形。
通过研究路面材料的变形特性,可以了解其承载能力和稳定性,进而优化路面结构和设计,提高路面的耐久性和使用寿命。
最后,路面材料的疲劳特性研究对交通运输工程的安全和可靠性具有重要意义。
长期受到车辆荷载的作用,路面材料容易发生疲劳破坏,导致路面龟裂和断裂。
因此,了解路面材料的疲劳特性,有助于预测和预防疲劳损伤,提高道路的可靠性和安全性。
二、路面材料力学特性研究方法在交通运输工程中,研究路面材料力学特性的方法多种多样。
其中,最常用的方法是实验研究和数值模拟。
实验研究是研究路面材料力学特性的主要手段之一。
通过采集路面材料的样本,进行拉伸、压缩、折断等试验,得到材料的强度、变形和疲劳等数据。
实验研究的优点是直观、可靠,能够获得具体的力学特性参数。
不过,实验需要耗费时间和资源,且受到试验条件的限制。
数值模拟是近年来兴起的一种研究方法。
通过建立数学模型和计算模拟,对路面材料的力学特性进行分析和预测。
数值模拟的优势在于快速、高效,能够模拟大量复杂的力学行为。
然而,数值模拟也需要准确的材料参数和边界条件,否则结果可能存在误差。
三、路面材料力学特性的相关研究随着交通运输工程的发展,对路面材料力学特性的研究也在不断深入。
沥青路面材料的力学性能耐久度及质量控制

沥青路面材料的力学性能耐久度及质量控制沥青路面是一种常见的道路建设材料,具有良好的力学性能和耐久性。
它由矿料(如石子、沙子等)和沥青混合而成,经过适当的加热和混合后,形成一种坚固、柔性的路面材料。
沥青路面材料的力学性能、耐久度以及质量控制对于保障道路的使用寿命和安全性至关重要。
首先,沥青路面材料的力学性能是指其在外力作用下的表现。
力学性能主要包括抗压强度、抗剪强度、弹性模量和塑性变形等指标。
抗压强度是指材料在承受垂直压力时的抵抗能力,主要取决于石子的强度和沥青的粘合性能。
抗剪强度是指材料在承受切割力时的抵抗能力,对于沥青路面来说,主要是指沥青层的抗剪强度。
弹性模量是指材料在应力作用下发生弹性变形的能力,对于沥青路面来说,主要是指沥青层的弹性模量。
塑性变形是指材料在承受应力时发生的不可逆变形,对于沥青路面来说,主要指沥青层在高温下的塑性变形。
其次,沥青路面材料的耐久度是指其在环境条件和交通荷载的作用下能够长时间保持良好的使用性能。
耐久度主要受到材料的老化、疲劳和变形等因素的影响。
老化是指沥青材料在长期暴露在太阳光、空气和水分的作用下,发生物理、化学和结构变化的过程。
疲劳是指材料在交通荷载的作用下,反复承受应力变化而导致的损伤和破坏。
变形是指沥青层在交通荷载作用下的不可逆变形,它会导致路面的坑洞、裂缝和变形等问题。
最后,沥青路面材料的质量控制是保证路面工程质量的关键。
质量控制主要包括原材料的选择和测试、生产过程中的质量监管以及施工质量的检验等方面。
原材料的选择和测试是保证沥青路面材料性能的基础,包括石子的粒径分布、含水率和石子和沥青之间的粘附性等指标。
生产过程中的质量监管主要包括沥青的熔化、混合和搅拌等工艺的控制,以保证沥青和矿料的均匀分布和充分贴合。
施工质量的检验主要包括路面的平整度、厚度、密实度、抗滑性和水密性等指标的检测,以保证沥青路面工程的质量。
综上所述,沥青路面材料的力学性能、耐久度及质量控制对于保障道路的使用寿命和安全性具有重要意义。
路面材料的力学性能课件

弹性模量与刚度
弹性模量是描述材料在弹性变形 阶段应力与应变之间关系的物理 量,如杨氏模量、剪切模量等。 刚度是结构或构件在受力时抵抗
变形的能力。
弹性力学基本方程
平衡方程
描述物体内部应力分布的平衡条件,如静力学方程,表示物体在 不受外部力作用时内部应力的平衡状态。
本构方程
描述材料应力与应变之间关系的方程,如胡克定律,表示在弹性范 围内应力与应变成正比。
应变硬化
材料在塑性变形过程中,随着变形的增加,材料的抵抗能力也相 应增强的现象。
塑性力学基本方程
1 2
屈服条件
描述材料进入塑性变形状态的应力条件,常用的 有Tresca屈服条件和Mises屈服条件。
流动法则
描述材料在塑性变形过程中应变增量与应力状态 之间的关系,常用的有Levy-Mises流动法则。
流变性质
研究材料在应力作用下的 变形和流动性质,对于路 面材料粘性力学的理解至 关重要。
粘性力学基本方程
Navier-Stokes方程
01
描述粘性流体运动的基本方程,考虑了惯性力、压力和粘性力
的作用。
粘度与剪切速率关系方程
02
描述材料粘度如何随剪切速率变化的方程,对于非牛顿流体尤源自为重要。连续性方程
B
C
D
材料选择与优化设计
介绍了如何根据具体工程环境和需求,选 择合适的路面材料并进行优化设计,以提 高路面的承载能力和使用寿命。
影响因素探讨
深入探讨了温度、湿度、荷载等外部因素 对路面材料力学性能的影响。
当前研究的热点问题与前沿动态
环保型路面材料 研究
随着环保意识的日益增强, 如何开发出性能优异、环保 可持续的路面材料已成为当 前研究的热点。例如,废旧 轮胎橡胶改性沥青、工业废 渣再利用等方向具有广阔的 应用前景。
同济大学_孙立军_路面材料的力学分析

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面层、基层的厚度和模量对 路基顶面 应力的影响
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当面层、基层较薄时,增加面层、基层的厚度和 模量的效果都十分显著 当基层达到一定厚度时,增加基层厚度的效果在 减小
五、小结与设计考虑 小 结
•
当一个层次的参数(厚度和模量)较弱 时,增强该层次的参数考虑的效果是最显 著的 厚度的改变是容易的,模量的改变并不容 易,这意味着改变材料类型。竖向的应力 和位移连续,层间水平摩擦力不为零 ---半连续体系
Ei H 1 = h2 + ∑ hi ⋅ 4 E n−2 i =1
n −3
四、应力与位移分析 弯沉 面层底面的径向应力 面层剪应力 基层底面的弯拉应力 路基湿度的预估
面层、基层厚度对路面 弯沉的影响
�
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随着面层、基层厚度的增加,路 面弯沉都将减小 随着基层厚度的增加,弯沉迅速 减小(红线左侧);当基层厚度 增大到一定厚度时,增加基层厚 度是十分不经济的 面层厚度较小时,增加厚度的效 果是很好的,但随着面层厚度的 增加,继续增加厚度的作用不断 减小 效果变差的分界点以图中的红线 为界,不同结构可能不同,但规 律类似
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当重复应力低于此值时,材料可经受无限多次的作用而不 出现破坏。研究疲劳特性的主要目的是探索提高疲劳强度, 延长路面使用年限,为路面设计提供参数。
施加重复应力来进行。 将重复弯拉应力σr与一次加载得出的极限弯拉应力σf(抗
折强度)值之比成为应力比。绘制应力比σr\σf与重复作用 次数Nf的半对数坐标关系曲线,称为疲劳曲线,如图5-5 所示。
第五章 路面材料力学特性分析
由图5-5所示的疲劳曲线,可发现如下规律: ①随着应力比的增大,出现疲劳破坏的重复作用次数Nf降低。 ②相同重复应力级位时,出现疲劳破坏的作用次数Nf变动 幅度较大,但其概率分布近似服从对数正态分布。这说明要 得到可靠的代表值必须进行大量的试验。 ③当作用次数达到Nf=107次时,应力比σr\σf=0.55,尚未发现 有疲劳极限,当应力比σr\σf<0.75时,反复应力施加的频率 对试验结果的影响很微小。 通过回归分析可得应力比和作用次数关系的疲劳方程:
(二)水泥混凝土与无机结合料稳定类材料的变形特性
水泥混凝土及无机结合料稳定类材料,成型并养护一定的龄期 后具有一定的强度,这类材料的变形特性研究,常用的试验方 法有:圆柱体压缩试验、三轴压缩试验以及小梁弯曲试验等。
水泥混凝土的应力-应变关系曲线,在应力级位为极限应力的 50%以内时,可近似按线弹性性状考虑,用弹性模量表征。
此外,增强混合料拌和均匀性及压实密度,增加矿粉含量, 都有助于提高其抗拉强度。而在低温(负温)下,其强度 随各影响因素变化的规律略有不同。
劈裂强度试验也可用于测定水泥混凝土和无机结合料稳定 类材料的劈裂(间接抗拉)强度。
第五章 路面材料力学特性分析
三、抗弯拉强度
整体性材料(如水泥混凝土、无机结合料稳定类材料)及 常温下和低温下的沥青混合料等,具有一定的抗弯刚度, 在超过允许荷载的作用下,有可能在结构层底面产生较大 的弯拉应力,而在材料的抗弯拉强度不足时出现断裂破坏。
第五章 路面材料力学特性分析
控制应力试验中材料的疲劳破坏往往以试件出现断裂为标 志,而控制应变试验并不出现明显的疲劳破坏现象,只能 主观地以劲度下降到初始劲度的某一百分率(例如50%或 40%)作为疲劳破坏的统一标准。
在采用同一初始应力和应变条件下,控制应变法所得到的 材料疲劳寿命要比控制应力法的大得多,如图5-4所示。
按摩尔-库伦(Mohr-Coulumb)强度理论,材料的抗剪强 度由两部分组成,其一是摩阻力部分,同作用在剪切面上 的法向应力σ成正比;另一是同法向应力无关的黏聚力部 分。
τ=c+σtgφ 式中:c——材料的黏聚力(kPa);
φ——材料的内摩擦角(度)。 c、φ是表征材料抗剪强度的两项 参数,可通过直剪试验,绘出τ-σ 曲线后,按上式确定。也可由三轴
压缩试验,绘出摩尔圆和相应的
包络线(见图5-1)后,按上式 的直线关系近似确定。
第五章 路面材料力学特性分析
二、抗拉强度
路面材料的抗拉强度主要由混合料中结合料的黏(胶)结 力所提供。当材料的抗拉强度不足以抵抗拉应力应力时, 出现断裂。
抗拉强度可采用直接拉伸试验或间接拉伸试验测定。
间接拉伸试验即劈裂试验,将材料做成圆柱体试件(直径 D,长度h),测试时沿着试件的直径方向,经由试件两 侧的压条按一定速率施加压力,见图5-2,直到试件劈裂 破坏。
第五章 路面材料力学特性分析
§5.3变形特性
第五章 路面材料力学特性分析
路面结构层材料在行车荷载与环境因素作用下的应力、应变 和位移大小,不仅同荷载及路面所处的环境状态有关,还取 决于路面材料的应力—应变、荷载—变形特性。
路面材料受力后的变形可包括弹性、弹塑性、黏弹性、弹黏 塑性等。
(一)粒料类材料的变形特性
用于基层的粒料类(级配碎、砾石)材料,通过三轴压缩 试验所得到的应力—应变关系曲线具有非线性特性,受力 后的变形包括弹性和塑性。
除了受应力状况的影响外,颗粒类材料的模量值同材料的 级配、颗粒形状、密实度等因素有关,通常密实度越高, 模量值越大;颗料棱角多者较高的模量。
设计路面结构时,粒料类材料模量值的取用较为复杂。面 层结构较厚时,传给粒料层的应力级位较小,碎(砾)石 材料的应力—应变关系可近似看成为线性。
第五章 路面材料力学特性分析
②因拉应力或弯拉应力过大而引起的断裂。
一、抗剪强度
路面结构层厚度较薄而刚度较低时,可能出现因路基承载 力不足而引起的剪切破坏。
路面面层较厚但刚度较低时,如果受到较大的水平力,可 能因沥青混合料的抗剪强度不足而出现推移等破坏。
第五章 路面材料力学特性分析
抗剪强度为材料受剪切时的极限或最大应力。
§5.2 疲劳特性
第五章 路面材料力学特性分析
路面材料承受重复应力作用时,可能会在低于静载一次作 用下的极限应力值时出现破坏,这种材料强度的降低现象 称为疲劳。
疲劳的出现,是由于材料微观结构的局部不均匀或存在局 部缺陷,在荷载作用下诱发应力集中而出现微损伤,在应 力重复作用之下微量损伤逐步累积扩大,终于导致结构破 坏,称为疲劳破坏。
劈裂试验传递荷载的两端垫条,对试
件中的应力分布和极限强度Pmax有 显著影响。通常取垫条宽为1.27cm, 由硬质橡皮或金属做成,其一面的
弧度与试件相同。
第五章 路面材料力学特性分析
劈裂(间接抗拉)强度可由下式确定:
在常温下,沥青混合料的劈裂强度,在一定范围内随沥青 含量和施荷速率的增加而增加,随针入度和温度的增加而 下降。
两者的差别大小,与温度有关:低温时差别较小;高温时 则较大。混合料的疲劳寿命,还受到材料组成、荷载和环 境条件等因素的影响。
第五章 路面材料力学特性分析
采用控制应力试验方法得到的一组应力σr(或者按初始劲 度值Sm转变成应变εr)和疲劳破坏时作用次数Nf的数据, 并回归成疲劳方程,见式5-4。采用控制应变试验方法, 也可以得到相似的疲劳方程,见式5-5。可以用疲劳方程 来估计材料的疲劳寿命。
§5.1 强度特性
第五章 路面材料力学特性分析
强度是指材料在荷载一次作用下达到极限状态或出现破坏 时所能承受的最大应力。组成各路面结构层的混合料,往 往具有较高的抗压强度,而抗拉、弯拉或抗剪强度较弱, 特别是缺乏结合料或结合料黏结力较低时。
路面材料可能出现的强度破坏通常为:
①因剪应力过大而在材料层内部出现沿某一滑动面的滑移 或相对变位;
第五章 路面材料力学特性分析
试验通常采用三分点加荷, 直到试件破坏,取最大破坏荷载。 路面材料的抗弯拉强度按下式计算:
弯拉强度试验机
P——破坏时荷载(kN); l——支点间距(m); b、h——试件宽度和高度(m)。
试验时,可根据需要,同时测取材料的极限弯拉应变,抗弯 拉回弹模量和形变模量等。
为此,常采用两种试验方法:控制应力或控制应变试验。
控制应力试验是在试验过程中保持荷载或应力值始终不变。 这时,由于试件内的微裂隙逐步扩展,材料的劲度不断下 降,因而荷载或应力量虽然未变,而应变量的增长速率却 不断增大,最终导致试件破坏,而以此作为疲劳破坏标准。
控制应变试验是在试验过程中不断调节所施加的荷载或应 力,使应变量始终保持不变。在试验中材料的劲度仍不断 下降,维持相同应变量所需要的应力值也不断减小。
路面材料的抗弯拉强度,通过简支小梁试验评定。小梁截 面短边的尺寸应不低于混合料中集料最大粒径的4倍。
根据材料组成情况,可采用下列三种试件尺寸:
①5cm×5cm×24cm; ②10cm×10cm×40cm; ③15cm×15cm×55cm。 试件的跨径l(支座间距) 为高的3倍。如图5-3所示。
无机结合料稳定类材料早期强度低,后期强度较高。能 够 符合 路面结构实际工作状态的试验方法为三轴压缩试验。在不具备 三轴压缩试验条件时,可以采用室内承载板法测定无机结合料 混合料早期抗压回弹模量。
这一类材料的应力-应变关系曲线呈现出非线性状,当达到规定 龄期以后,随着其强度的增长,在应力级位较低时,应力-应变 曲线可近似看作是线性的。按回弹应变量确定的回弹模量值, 可以近似看作为常数。
疲劳破坏是路面结构损伤的主要现象,路面材料的抗疲劳性 能直接关系到路面的使用寿命。提高路面的抗疲劳性能应该 注意从两方面加强配合,一是合理的材料组成设计,使混合 料达到最佳配合比和最大密度,使混合料具有较高的强度; 另一方面是合理的结构设计,使得各结构层的层位与厚度达 到理想的程度,在行车荷载作用之下,确保结构层的最大应 力和应力比在控制范围内。
室内疲劳试验的条件同路面在野外的工作状况有很大差别, 因而所得的疲劳寿命比实际的要小很多。通常采用将室内 试验结果与试验路路面实际使用性能相对比的方法,提出 比较符合实际的疲劳方程。
第五章 路面材料力学特性分析
二、水泥混凝土路面材料的疲劳特性 水泥混凝土路面材料的疲劳特性研究,可通过对小梁试件
关于沥青混合料的疲劳特性需要说明的是:
作用在路面上的车辆荷载,施加的是轴载和接触压力,而 不是变形。
从这个意义上说,整个路面结构是受到应力控制的加荷体 系。因而,对于较厚的沥青面层(厚度大于15㎝),其结 构强度在整个路面体系中起主要作用,应采用控制应力的 试验方法;
而对于较薄的沥青面层(厚度小于5㎝),本身结构强度 不大,基本上是跟着下面各结构层一起位移的,宜采用控 制应变的试验方法。处于两者之间的厚度,可取用两种试 验方法之间的某一加荷形式。
式中:α、β——由试验确定的系数。由混凝土的性质(类型和不均匀 性等)和试验条件而定。
第五章 路面材料力学特性分析
无机结合料稳定类材料的疲劳寿命,主要取决于重复应力与 极限应力之比,应力比σr\σf小于50%时,无机结合料稳定类 材料可经受无限次的重复加载次数而无疲劳破坏。