沥青混合料的疲劳性能共31页
纤维沥青混合料的疲劳性能探究
纤维沥青混合料的疲劳性能探究摘要：本文在对纤维作用机理分析的基础上，通过掺加不同的纤维类型，对比分析了沥青混合料的疲劳性能，试验发现，可发现在不同的应力幅度下，掺入两种纤维后混合料的疲劳寿命均较普通沥青混合料有所增加，聚酯纤维的疲劳性能较木质纤维好。
关键词：沥青路面；纤维沥青；疲劳性能中图分类号：文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）02- 由于纤维沥青路面结构具有路面性能优良，施工工艺较易实现等优点其在国内得到越来越多的应用和研究，但是由于国内对纤维沥青路面的应用时间较晚，其还存在很多的问题需要深入研究。
其中沥青混合料的疲劳性能是后续研究的重点。
沥青路面在环境荷载和行车荷载作用下，受到轮胎的驶入驶离，其路面受力状态为长期处于应力应变交替。
导致路面材料出现了疲劳变化。
而当行车荷载超过一定次数，沥青混合料的材料也发生了老化变硬，在荷载作用下，路面材料内部的应力积累超过了材料本身的强度，路面编号出现裂纹，最终会产生了疲劳断裂破坏。
疲劳破坏已经是当前沥青路面破坏的主要形式之一。
本文对纤维沥青混合料的疲劳性能进行了分析和研究。
1.纤维沥青混合料的制备1.1原材料室内试验采用克拉玛依90#沥青。
用于纤维沥青混合料粗细集料和矿粉质量应满足现行规范的相关规定，对粗集料的要求应具有良好的颗粒形状，质量均匀、洁净、干燥、无风化、无杂质，并且有足够的强度、耐磨耗性、抗冻性、耐腐蚀性、抗冲击性、耐磨光性、抗破碎性以及与沥青的良好粘附性。
为了研究不同纤维对沥青混合料疲劳性能影响，本文分别采用了不掺纤维、0.3%的木质素纤维好0.3%的聚酯纤维。
1.2 级配设计纤维沥青的级配选择为悬浮密实类的ac-131级配。
级配设计时，为了保证级配设计良好，其矿料全部采取经水洗烘干后的单一粒径集料配制而成.纤维沥青混合料的配合比设计需要考虑到纤维的类型和掺量，在所用材料和矿料级配确定后，选择若干种纤维掺量，按马歇尔设计方法确定不同纤维掺量下的最佳沥青用量，然后在各自的最佳沥青用量下进行水稳定性、低温抗裂性能和高温稳定性试验，分别得出纤维掺量与残留稳定度、抗弯拉强度、最大弯拉应变和动稳定度的关系曲线，由此关系曲线得出纤维最佳掺量和满足规范指标要求的经济掺量也就是最小纤维掺量，最后综合高温性能、耐水性能和经济性，确定工程使用合适的纤维掺量。
沥青混合料的疲劳性能
试验结果与路用性能间的关系
模型, 而实际车轮荷载均为动态。由于路面结构 棱角尖锐、表面粗糙的开级配集料通常由于难以压实而造成高的孔隙率，这可能是引起裂缝的原因并进而导致沥青混合料疲劳寿命的
缩短。
3 沥青路面疲劳开裂研究方法
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2.材料性质对沥青混合料疲劳性能的影响
2.1 混合料劲度 从疲劳观点来看，沥青混合料的劲度模量是
一个重要的材料特性。任何影响混合料劲度的 变量，诸如集料与沥青的性质、沥青用量、混 合料的压实度与孔隙率，以及反映车辆行驶速 度的加载时间和所处的环境条件等都会影响它 的疲劳寿命。
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2.材料性质对沥青混合料疲劳性能的影响
在过去几十年里各国的很多研究者通过实验对路面的疲劳特性做了大量研究，归纳起来分为三类：
破损有着不可忽视的作用。 SHRP在压实沥青混合料重复弯曲疲劳寿命测定的标准试验
在断裂力学分析法中裂缝的延伸长度与应力集中因子之间的关系式通常以Paris方程表示：
N——荷载作用次数。
方法（SHRP-M-009）中还给出了累积消散能及消散能累积到破坏时的计算方法。
本身对荷载的时变因素具有相当的敏感性, 因而 沥青种类和硬度对沥青混合料疲劳寿命的影响基本上可以用它对混合料劲度的作用来衡量。
材料性质对沥青混合料疲劳性能的影响 由于路面结构本身对荷载的时变因素具有相当的敏感性, 因而在实际动态荷载作用下所表现出的力学性能通常与静态模型的情况存在较
大差异, 对路面的早期破损有着不可忽视的作用。
根据实验，在控制应力加载模式中，疲劳寿 命随混合料劲度的增加而增加。
但是，在控制应变加载模式中，疲劳寿命则 随混合料劲度的增加而降低。 2.2 混合料的沥青用量
沥青混合料疲劳试验
沥青混合料疲劳试验沥青混合料疲劳试验是评估沥青混合料在交通载荷作用下的疲劳性能的一种重要方法。
本文将介绍沥青混合料疲劳试验的目的、试验方法、试验结果的分析以及对道路工程的意义。
一、试验目的沥青混合料疲劳试验的主要目的是评估沥青混合料在交通载荷下的疲劳性能，以确定其在实际道路使用中的耐久性和寿命。
通过疲劳试验，可以了解沥青混合料在长期交通荷载下的变形和破坏情况，为道路工程的设计和施工提供科学依据。
二、试验方法沥青混合料疲劳试验通常采用梁式疲劳试验机进行。
试验时，将沥青混合料制成试件，然后在试验机上施加交通载荷，通过循环加载和卸载的方式模拟实际道路上的交通荷载作用。
在试验过程中，记录试件的应力、应变和循环次数等参数，以评估沥青混合料的疲劳性能。
三、试验结果分析通过沥青混合料疲劳试验得到的试验结果可以进行多方面的分析。
首先，可以通过绘制应力-循环次数曲线来评估沥青混合料的疲劳寿命。
曲线的形状和斜率可以反映沥青混合料的疲劳特性。
其次，可以计算出试件的疲劳强度和疲劳指数等参数，用于评估沥青混合料的疲劳性能。
此外，还可以通过观察试件的破坏形态和表面裂纹情况，进一步分析沥青混合料的疲劳破坏机制。
四、对道路工程的意义沥青混合料疲劳试验对道路工程具有重要的意义。
首先，通过评估沥青混合料的疲劳性能，可以选择合适的沥青混合料类型和配合比，以提高道路的耐久性和使用寿命。
其次，可以根据试验结果对道路结构进行优化设计，以减少疲劳损伤和维修成本。
此外，疲劳试验还可以用于评估不同施工工艺和材料改性方法对沥青混合料疲劳性能的影响，为道路工程的技术改进提供参考。
沥青混合料疲劳试验是评估沥青混合料疲劳性能的重要方法。
通过试验可以评估沥青混合料的疲劳寿命、疲劳强度和疲劳指数等参数，为道路工程的设计和施工提供科学依据。
沥青混合料疲劳试验的结果分析可以帮助优化道路结构和材料选择，提高道路的耐久性和使用寿命。
因此，沥青混合料疲劳试验在道路工程中具有重要的应用价值。
《Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型研究》范文
《Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型研究》篇一一、引言随着交通量的不断增加和道路使用年限的延长，沥青路面的疲劳性能逐渐成为道路工程领域关注的重点。
Superpave沥青混合料作为一种新型的沥青混合料，其具有优异的抗疲劳性能、抗车辙性能等，广泛应用于实际道路建设中。
因此，对Superpave沥青混合料的疲劳性能进行深入研究，对于提高道路工程的质量和延长其使用寿命具有重要意义。
本文将研究Superpave沥青混合料的疲劳性能，并探索分数阶灰色预测模型在道路工程中的应用。
二、Superpave沥青混合料疲劳性能研究Superpave沥青混合料的疲劳性能主要受到材料性质、环境条件以及交通荷载等因素的影响。
通过对Superpave沥青混合料进行重复加载试验，可以模拟其在真实交通环境下的疲劳过程。
试验结果表明，Superpave沥青混合料具有较好的抗疲劳性能，能够承受较大的交通荷载而不会出现明显的疲劳破坏。
为了更深入地研究Superpave沥青混合料的疲劳性能，本文还采用了有限元分析方法。
通过建立道路结构的有限元模型，可以模拟不同交通荷载下的道路响应，从而分析Superpave沥青混合料的疲劳性能。
分析结果表明，Superpave沥青混合料在承受交通荷载时，具有良好的应力分散能力和抗裂性能，能够有效延长道路的使用寿命。
三、分数阶灰色预测模型在道路工程中的应用分数阶灰色预测模型是一种基于灰色系统理论的预测方法，可以用于预测道路工程的未来发展趋势。
该模型能够充分考虑系统的非线性、不确定性和灰色性等特点，提高了预测的准确性和可靠性。
在道路工程中，分数阶灰色预测模型可以用于预测道路的交通流量、路面损坏情况等，为道路工程的规划和设计提供重要的参考依据。
针对Superpave沥青混合料的疲劳性能，我们可以采用分数阶灰色预测模型进行预测分析。
通过对历史数据的收集和分析，建立分数阶灰色预测模型，可以预测Superpave沥青混合料在未来使用过程中的疲劳性能变化情况。
沥青混合料疲劳失效判据探讨及验证
第 ４期
苑苗苗 等 ： 沥青混合料疲 劳失 效判据探讨及验证
试 验条 件 或荷 载控 制模 式 下 ， 材 料 的强 度退 化程 度 ，
能、 应力幅 、 应变幅及相位角． 在整个疲劳寿命过程
中， 累积 耗散 能 是 所 有滞 后 回路 面 积 的总 和 ， 计 算公 式为 ：
＝
损伤累积程度或剩余 寿命应该在统一 的水平 ， 有统 的破 坏标 准 ．
料疲劳寿命的方法 ， 此方法认为材料一开始就存在 初始 裂缝 ， 因此不 考虑裂 缝 的形成 阶段 ， 而 主要 研究
材料 的 断裂机 理 以及 裂缝 的发 展 规 律 Ｊ ， 此 种 方 法 多 以材料 发生 彻底 断裂 作 为 失 效 判据 ， 另 外 沥青 混
合料在循环荷载作用下的损伤演变过程． 此模型多 以劲度模量衰减至 ５ ０ ％做为疲劳失效判据 ， 以此做 为失效判据并未考虑材料的剩余强度．
综上所述 ， 对 于 沥青 混合 料 疲 劳 寿命 预测 模 型
合料是粘弹性材料 ， 其应力强度 因子 ｋ 在高温时并
非 常数 ， 因而其 使 用范 围受 到 了一 定 限制 ．
的研究 ， 国内外学者 已做了大量研究工作
， 但是
研究焦点均在模型本身的制定上 ， 而忽略 了对疲劳
失效 判据 的定义 ． 而疲 劳 失 效 判 据 直接 决 定 了疲 劳 试 验 的终 止条件 ， 采 用不 同 的疲 劳 失效判 据 ， 疲劳试 验终 止 时材料 的疲 劳 损 伤程 度 不 同 ， 这 也 是 导 致 沥 青混合 料 疲劳 寿命 分 散 性 大 的原 因之 一 ． 因此 有 必
因此文中将两种荷载模式的疲劳试验数据统一在一起进行拟合得到了两种荷载控制模式下的w与疲劳寿命n的拟合曲线如图6所示发现珔rdecf无论应力控制还是应变控制均可以拟合成同一条2曲线并且r同样达到了096以上说明以耗散能图4两种荷载控制模式下耗散能变化率随荷载循环次数相对变化率发生突变作为疲劳失效判据时基于耗的变化散能相对变化率的疲劳性能预测模型是独立于荷载fig4variationofrelativechangerateofdissipatedenergywith控制模式的
纤维沥青混合料的疲劳性能探究
纤维沥青混合料的疲劳性能探究摘要：本文在对纤维作用机理分析的基础上，通过掺加不同的纤维类型，对比分析了沥青混合料的疲劳性能，试验发现，可发现在不同的应力幅度下，掺入两种纤维后混合料的疲劳寿命均较普通沥青混合料有所增加，聚酯纤维的疲劳性能较木质纤维好。
关键词：沥青路面；纤维沥青；疲劳性能中图分类号：文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）02- 由于纤维沥青路面结构具有路面性能优良，施工工艺较易实现等优点其在国内得到越来越多的应用和研究，但是由于国内对纤维沥青路面的应用时间较晚，其还存在很多的问题需要深入研究。
其中沥青混合料的疲劳性能是后续研究的重点。
沥青路面在环境荷载和行车荷载作用下，受到轮胎的驶入驶离，其路面受力状态为长期处于应力应变交替。
导致路面材料出现了疲劳变化。
而当行车荷载超过一定次数，沥青混合料的材料也发生了老化变硬，在荷载作用下，路面材料内部的应力积累超过了材料本身的强度，路面编号出现裂纹，最终会产生了疲劳断裂破坏。
疲劳破坏已经是当前沥青路面破坏的主要形式之一。
本文对纤维沥青混合料的疲劳性能进行了分析和研究。
1.纤维沥青混合料的制备1.1原材料室内试验采用克拉玛依90#沥青。
用于纤维沥青混合料粗细集料和矿粉质量应满足现行规范的相关规定，对粗集料的要求应具有良好的颗粒形状，质量均匀、洁净、干燥、无风化、无杂质，并且有足够的强度、耐磨耗性、抗冻性、耐腐蚀性、抗冲击性、耐磨光性、抗破碎性以及与沥青的良好粘附性。
为了研究不同纤维对沥青混合料疲劳性能影响，本文分别采用了不掺纤维、0.3%的木质素纤维好0.3%的聚酯纤维。
1.2 级配设计纤维沥青的级配选择为悬浮密实类的ac-131级配。
级配设计时，为了保证级配设计良好，其矿料全部采取经水洗烘干后的单一粒径集料配制而成.纤维沥青混合料的配合比设计需要考虑到纤维的类型和掺量，在所用材料和矿料级配确定后，选择若干种纤维掺量，按马歇尔设计方法确定不同纤维掺量下的最佳沥青用量，然后在各自的最佳沥青用量下进行水稳定性、低温抗裂性能和高温稳定性试验，分别得出纤维掺量与残留稳定度、抗弯拉强度、最大弯拉应变和动稳定度的关系曲线，由此关系曲线得出纤维最佳掺量和满足规范指标要求的经济掺量也就是最小纤维掺量，最后综合高温性能、耐水性能和经济性，确定工程使用合适的纤维掺量。
浅谈沥青混凝土路面的疲劳性能研究
验． 以美 国的 Ａ Ａ Ｓ ＨＯ 试 验路 为典 型代 表 ； 第二 类 是采 用 足尺 路 面结 构模 拟 汽 力 ； 当车 辆直 接作 用 时 ， 沥青 混凝 土 主要是 承受 压应 力 ， 这 样 一拉 一 压就 是一 个疲 劳作 用循 环 。在沥 青混 凝土 路 面 的使 用 过程 中 ， 要 承受 百万 次 这种 疲 劳
囵囝四｛ 圜
路桥建设
浅谈沥青混凝 土路面 的疲 劳性 能研 究
摘要 ： 随着惠州经济的不断发展， 市政道路交通量也在不断地增大， 沥青道路的建设不断增加， 沥青混凝土路面所要承受的荷
载也 越来 越 大。 由于 车辆 的速度 、 重量 等 因车 而异 ， 并 且作 用 次数达 到 十万 甚 至百 万次 ， 这 时汽 车荷 载作 用于 沥青 混凝 土 路面 时 ， 相 当于在 沥青 混凝 土路 面作 用 了循环 的疲 劳荷 载 。 在这 样 疲 劳荷 载的作 用 下 ， 沥青 混凝 土则 会发 生疲 劳破 坏 。 通 过对 沥青 混凝 土 的疲
前 两 类方 法都 能较 好 地反 映路 面实 际 疲劳性 能 ， 但 耗 资 巨大 、 周期长， 且 试验 结果 受 当地 环境 及 所选 用 的路 面 结 构影 响 较 大 ， 开 展 并不 普 遍 ， 因此 大 量采 用 的还是 周 期短 、 费用少 的室 内小 型试件 疲 劳试 验 。
强了矿料间的粘结 力， 提高了混合料的强度和稳定性 ， 使路面的使用质量的 耐久 性 都得 到 提高 。与水 泥 混凝 土 路 面相 比 ， 沥青 路 面具 有 表 面平 整 、 无接 缝、 行 车舒 适 、 噪 音低 、 耐 磨 性好 、 振动 小 、 施 工期 短 、 养 护 维修 方便 、 适 宜 于分 期修 建 等优 点 。 因而 获得 越来 越广 泛 的应 用 。 但 是 在汽 车荷 载 的作用 下 ， 沥 青 混 凝 土路 面要 承 受反 复 的拉 压 循环 作 用 ， 经过 一 定 的循 环 次数 ， 沥 青混 凝 土 就会 发生疲 劳破 坏 ， 疲 劳破 坏也 是 沥青 混凝 土 的主要 破 坏形 式 之一 。只有 通 过 研究 沥青 混凝 土 的疲 劳 眭能 ， 才 能更好 地 预 防疲劳 破 坏的 发生 。
沥青抗疲劳性指标与评价方法
图1 沥青路面疲劳开裂
上个世纪6O年代，Pell采用动态力学分析仪 (DMA)开展 了沥青疲劳性能研究。但直到 90 年代末，美国 SHRP 引进 DSR并用于测定沥青结合料的疲劳性能，并将疲劳因子列 入SUPPERPAVE沥青技术规范，沥青疲劳性能才引起广泛重 视。随后，NCHRP Project9—10研究项目提出了基于动态 剪切仪的沥青Tim eSweep，通过测试复数模量G*、相位角 δ 等指标随剪切次数的变化，采用表象法或能量耗散法分 析沥青疲劳性能。 目前，国内外学者应用 DSR和Time Sweep，提出了疲劳 因子G*sinδ (剪切损失模量)、Nf50(G*衰减至50％对应的加 载次数)以及基于耗散能理论的各种疲劳寿命等多种沥青 疲劳性能评价指标。
沥青抗疲劳性指标与评价方法
目录
前言 概述
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G Gsinδ疲劳因子 sinδ疲劳因子 Nf50指标
基于耗散能理论的疲劳性能分析方法 基于耗散能理论的疲劳性能分析方法
问题与展望
1 概述
疲劳开裂是在反复交通荷载作用下沥青混合料疲劳损伤 不断累积而造成的裂缝产生、发展、汇集直至形成宏观裂 缝的过程。沥青混合料疲劳裂缝最初产生于沥青胶浆内部 或沥青与集料界面，因此沥青疲劳性能对沥青混合料抗疲 劳开裂能力影响显著。研究表明沥青对混合疲劳性能的贡 献率达52％(相关性0.52)，这也表明了开展沥青疲劳性能 研究的重要性。
谢 谢
3）在宏观裂缝生成阶段，裂缝迅速扩展汇集，表现为 每次加载的耗散能显著增长。
缺陷：累积耗散能对基质沥青和改性沥青规律不一致，且 无法明确确定沥青的疲劳寿命，同时基于耗散能理论的各 种疲劳判定指标仍有待完善。
5 问题与展望