瀝青混合料沖擊疲勞特性試驗研究.pdf

1、瀝青混凝土路面以其良好的路用性能得到廣泛應用。當前，瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性能、水穩(wěn)定性等都有成熟有效的、可用于研究或生產用的試驗評價設備與方法。然而，對于瀝青混合料的疲勞性能，雖然有UTM、MTS等試驗設備，但這些試驗設備較為昂貴，試驗復雜、費時費力;從而造成當前瀝青混合料的疲勞性能測試往往局限在大學、研究院等的科研活動研究中。同時，作為路面結構的行車荷載具有沖擊特性;而當前對瀝青混合料的疲勞特性很少從沖擊荷載的角度進行分析

2、和研究。
　　基于以上現狀，論文對瀝青混合料的沖擊疲勞試驗設備、試驗方法及疲勞特性進行研究。主要研究內容與結論如下:
　　一、瀝青混凝土路面在沖擊荷載作用下的力學響應分析。
　?、倮肁NSYS三維有限元數值分析平臺，建立了移動車輛荷載作用下瀝青混凝土路面的數值模型，對車輛移動荷載作用下的路面力學響應規(guī)律進行分析。研究表明在車輛移動荷載作用下（速度），路面結構的路表計算點豎向應力在0.1s的時間內快速增加到0.898M

3、Pa，然后迅速在0.1s的時間內迅速下降到0Mpa。且隨著深度的增加，呈快速降低趨勢，到底基層頂時為路表的5.97％，到土基頂時已降到路表的0.75％，表明車輛荷載引起的路面結構的豎向應力變化符合沖擊規(guī)律。
　　②將車輛移動荷載分別簡化為豎向荷載或者豎向與水平荷載;分別分析不同簡化模式下的路面結構力學響應規(guī)律;結果表明，車輛水平移動荷載對路面結構豎向應力與豎向位移的影響較小;車輛水平移動荷載主要對路面結構的響應時程產生一定的影響;

4、基于以上結論，論文將車輛移動荷載簡化為移動恒定豎向荷載;
　　③建立馬歇爾自動擊實儀的沖擊荷載模型，分析了馬歇爾自動擊實沖擊荷載對瀝青混合料的作用規(guī)律;將車輛移動荷載與沖擊荷載作用下的路面力學響應規(guī)律進行對比，發(fā)現二者規(guī)律一致，故可將車輛移動荷載采用馬歇爾自動擊實儀的沖擊荷載代替。
　　二、研發(fā)沖擊疲勞試驗機，并對瀝青混合料試件進行高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性及沖擊疲勞等綜合路用性能試驗分析。
　?、俳梃b落錘式沖擊疲勞試驗機、

5、SHPB沖擊壓桿裝置，根據第一部分數值分析的結果，對馬歇爾自動擊實儀進行改裝，制成沖擊疲勞試驗機;
　?、趯_擊疲勞試驗機的加載方式、應變率比等參數進行試驗研究，確定沖擊疲勞試驗參數及試驗方法;
　?、壑苽涞臑r青混合料試件，進行瀝青混合料的綜合路用性能試驗。試驗表明對應于瀝青混合料的最大疲勞壽命存在著一個最佳的瀝青用量，且該最佳瀝青用量比當前規(guī)范規(guī)定的配合比設計中確定的最佳瀝青用量大;隨著瀝青混合料最大公稱粒徑的增加，瀝青混