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变幅加载下沥青的疲劳损伤累积具有明显的非线性特征,传统的Miner’s线性疲劳损伤累积准则无法表征不同变幅加载次序下沥青的非线性疲劳损伤累积(NLFDA)。该研究旨在建立考虑加载次序影响的NLFDA模型,准确表征加载次序对沥青疲劳损伤累积的影响。通过开展应力控制的沥青恒幅加载疲劳试验,采用耗散伪应变能(DPSE)表征沥青疲劳损伤,分析恒幅加载下沥青的疲劳损伤累积规律;采用低-高和高-低两种加载次序,开展应力控制的沥青变幅加载疲劳试验,分析变幅加载下沥青的疲劳损伤累积规律;基于损伤等效准则,建立考虑加载次序影响的NLFDA模型,分析加载次序对疲劳损伤累积的影响。结果表明:应力控制模式下的沥青疲劳损伤,呈先缓慢后急剧的非线性增加演化趋势;恒幅加载下沥青疲劳损伤服从Miner’s准则发生线性累积,且累积寿命分数等于1;变幅加载下沥青疲劳损伤不服从Miner’s准则而发生非线性累积。低-高和高-低变幅加载次序下,沥青累积疲劳寿命随一级寿命分数的增大而分别增加和减小,累积寿命分数分别大于1和小于1;建立的NLFDA模型可克服Miner’s准则缺陷,并较为准确地表征加载次序对沥青疲劳损伤累积的影响。
相似文献2.
为了建立能够表征组分材料性能及细观结构特征的沥青混合料动态模量预测模型, 根据复合材料细观力学理论, 将沥青混合料视为由沥青胶浆包裹的集料颗粒嵌入于有效沥青混合料介质中的复合材料, 考虑集料尺寸、级配组成和空隙的影响, 建立了沥青混合料动态模量三相细观力学预测模型。结合组分材料性能研究, 应用该预测模型求解得到了动态模量, 其与试验值比较结果表明, 预测值较试验值小, 产生此差异的原因可归结为模型的适用条件与真实细观结构的差别;据此对预测模型进行了修正, 提出了考虑沥青膜厚度的动态模量细观力学分析方法;鉴于集料与沥青胶浆之间的力学特性差异, 简化了预测模型求解参数, 给出了参数值的范围。 相似文献
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基于细观力学的纤维沥青混凝土有效松弛模量 总被引:1,自引:0,他引:1
为了研究纤维沥青混凝土的本构模型,将其视为以沥青混合料为粘弹性基体,纤维为弹性夹杂的两相复合材料。对基于复合材料细观力学理论建立的有效模量表达式进行了修正,提出了纤维沥青混凝土的割线有效松弛模量。以聚酯纤维沥青混凝土为例进行了有效松弛模量的解析分析和模拟蠕变实验的有限元分析,分析结果与试验数据的比较表明,该文提出的割线有效松弛模量模型对于纤维沥青混凝土粘弹性力学行为具有很好的预测能力。应用该模型对路面弯沉变形进行了有限元分析,结果表明:纤维的加入有效的改善了沥青混凝土路面的粘弹性性能。 相似文献
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借助分子动力学(MD)方法,构建了AAA-1沥青分子模型、4种不同废木油(WWO)改性剂掺量的生物沥青模型及其对应的4种WWO分子模型等9种体系,并验证了上述模型的有效性,基于微观指标分析了温度和改性剂掺量对WWO与石油沥青之间相容性的影响机制。结果表明:WWO与石油沥青的内聚能密度(CED)和溶解度参数均随温度的升高而逐渐减小;非键合与范德华相互作用能更适合作为WWO与石油沥青之间相互作用的评价指标;石油沥青与生物沥青的原子径向分布函数(RDF)曲线峰值位置(1.11?)大致相同,且峰高随着WWO的添加而略有下降;自由体积分数(FFV)会随着探针半径的增大而减小,随着温度的升高而增大,且加入WWO后,FFV总体呈现减小趋势,但在某些条件下会出现一定程度的增大。据此推荐WWO改性剂的掺量为10%。 相似文献
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沥青与矿粉的交互作用能力决定着沥青胶浆的路用性能,为了评价沥青与矿粉的交互作用能力并分析其作用机理,本研究采用吸附沥青膜厚度作为沥青与矿粉的交互作用评价指标,提出了基于Hashin模型、Mori-Tanaka模型和广义自洽模型的吸附沥青膜厚度计算方法,对三种计算方法进行了比较,并分析了矿粉酸碱性、试验温度和频率对沥青与矿粉交互作用能力的影响。结果表明:采用Hashin模型计算的吸附沥青膜厚度能够较好地评价沥青与矿粉的交互作用能力;矿粉中酸性SiO2含量越高,沥青与矿粉的交互作用能力越弱;当温度在软化点前后时,试验频率对沥青与矿粉交互作用能力的影响恰好相反;石灰岩矿粉与沥青的交互作用能力随着温度的增加而增大,粉煤灰颗粒表面致密的CaO-SiO2-Al2O3系统使得温度对其与沥青的交互作用能力的影响不大,煤矸石矿粉中含有的大量SiO2对其与沥青的交互作用能力产生抑制作用。 相似文献
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动荷载下饱水沥青路面黏弹性分析 总被引:1,自引:0,他引:1
为深入剖析沥青路面动水损坏机理,基于多孔介质理论,建立饱水沥青路面有限元模型,比较分析面层为弹性和黏弹性,以及面层饱水和表面层饱水的动力响应,并分析孔隙水压力峰值的发展规律和周期荷载对孔隙水压力的影响。结果表明,黏弹性面层的竖向变形和负孔隙水压力较大,正孔隙水压力较小,面层底部未出现水平拉应力;孔隙水压力峰值的大小及出现的位置发生改变,正、负孔隙水压力峰值出现的最终位置分别在底基层内和下面层内;与路面完全饱水相比,面层饱水和表面层饱水的竖向变形较大,面层饱水的面层层底的负孔隙水压力较大,而表面层饱水的表面层底负孔隙水压力较小;周期荷载的作用使孔隙水压力出现明显的周期性正、负交替,面层间的负孔隙水压力峰值变化率较基面层间的大。据此分析得出,面层特性对饱水沥青路面的动力响应有较大影响,面层饱水对基面层的损害严重,沥青路面的水损坏主要发生在面层的中下部。 相似文献
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基于时间-温度等效原理将不同温度下沥青混合料的储存模量和蠕变柔量进行平移形成主曲线,采用广义Maxwell和Kelvin模型分别模拟沥青混合料的松弛和蠕变特性,利用Prony级数表达式和Laplace变换实现黏弹性主曲线间的相互换算,并将换算结果与试验结果进行了比较。结果表明,广义Maxwell和Kelvin模型可以较好地模拟沥青混合料黏弹性主曲线,储存模量和蠕变柔量主曲线相互换算结果与试验结果规律基本一致,松弛模量实际结果应介于由储存模量和蠕变柔量换算的松弛模量主曲线之间,这可为沥青混合料黏弹性力学研究及黏弹性参数的获取提供有益参考。 相似文献
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为了评价TPU改性沥青与煤矸石的交互作用能力,揭示其交互作用影响机理,并促进废弃煤矸石在公路工程领域的综合利用,本研究利用动态剪切流变仪(DSR)测试了TPU改性沥青胶浆的流变性能,采用广义sigmoidal函数和WLF方程构建了TPU改性沥青胶浆的动态剪切模量主曲线。利用Palierne模型对TPU改性沥青-煤矸石的交互作用能力进行评价,通过微观及物理化学试验对交互作用能力的影响机理进行了分析。结果表明:煤矸石与TPU改性沥青的交互作用能力优于石灰岩和花岗岩;TPU改性沥青与煤矸石混合后并未产生新的产物,两者之间主要发生物理吸附作用;矿粉的孔外比表面积是影响交互作用能力的关键指标,煤矸石的开口孔隙更容易与沥青紧密嵌锁,可提升其对TPU改性沥青的吸附能力,从而使煤矸石与TPU改性沥青具有更强的交互作用能力。 相似文献
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目的为了分析动荷载作用下纤维的加入对路面黏弹性响应的影响.方法以Burgers模型模拟纤维沥青混凝土的黏弹性性质,基于黏弹性理论,应用有限元方法分析单周期动荷载作用下,不同荷载作用时间对不同纤维沥青路面的路表各点最大竖向位移和卸载后加载中心点竖向位移的影响规律.结果纤维加入到沥青路面后,减小了路面的竖向位移;对于不同纤维沥青路面结构,在荷载作用时间较短时,路面结构的流变性质不显著;荷载作用时间较长时,卸载后还有部分残余变形不能恢复,但路面响应规律基本相同.结论纤维的加入提高了路面的整体变形能力,但没有明显改变沥青混凝土的黏弹性性质;在单周期动荷载作用下,若荷载作用时间很短时,可以忽略纤维沥青混凝土的黏弹性特征. 相似文献