沥青胶结料疲劳特性研究
沥青胶结料疲劳性能评价的研究进展
沥青胶结料疲劳性能评价的研究进展王承献;王立志;王鹏【摘要】沥青胶结料的疲劳特性对沥青混合料的疲劳寿命起着重要作用,沥青混合料的疲劳特性直接影响路面耐久性和长期使用性能,评价沥青胶结料的疲劳寿命是研究路面疲劳破坏的基础问题.文章概述了沥青疲劳评价方法的进展,对比了疲劳寿命N?50、能量比ER、累计耗散能变化率DER、疲劳因子G*· sinδ、耗散能变化率DR、简化能量耗散变化率RDR等指标对沥青胶结料疲劳性能评价的可靠性,阐述了其优缺点;结合实际路面荷载作用与破坏模式对沥青胶结料的疲劳问题进行综合分析,阐明了基于动态剪切流变仪( DSR)的时间扫描试验方法、加载方式以及沥青触变性、自愈性等因素对沥青胶结料疲劳性能的影响,阐述了6种沥青胶结料疲劳性能评价指标在实际中的应用情况,展望了沥青胶结料疲劳研究的方向.%Fatigue property of asphalt binder plays an important role in the fatigue life of asphalt mixture ,and the fatigue property of asphalt mixture affects the durability and long-term performance of pavement directly,thus,it is the basis of the study of pavement fatigue damage problem that evaluates the fatigue life of asphalt effectively. The article expounds the progress of asphalt binder fatigue evaluation method,compares the reliability of Fatigue Life( N?50 ),Energy Ratio( ER),Cumulative Dissipated EnergyRatio( DER ),G*· sinδ,Dissipated Energy Ratio( DR ),Reduced Diss ipated Energy Ratio( RDR)for evaluating asphalt binder fatigue characteristics,analyzes their advantages and disadvantages. It analyzes the fatigue problem of asphalt binder comprehensively,considering the actual load and failure form of the pavement,mainly discusses the effect of DSRtime-sweeping test method,load mode,thixotropy and self-healing of asphalt binder on fatigue performance,states the practical application situation of 6 kinds evaluation indexes,and also discusses the fatigue research direction of asphalt binder.【期刊名称】《山东建筑大学学报》【年(卷),期】2015(030)005【总页数】8页(P456-463)【关键词】沥青胶结料;疲劳性能;应力控制模式;应变控制模式【作者】王承献;王立志;王鹏【作者单位】山东建筑大学交通工程学院,山东济南250101;山东建筑大学交通工程学院,山东济南250101;山东建筑大学交通工程学院,山东济南250101【正文语种】中文【中图分类】U416.217疲劳开裂损伤路面的平整性和耐久性，直接影响路面的使用寿命，甚至可认为沥青混合料的疲劳性能决定了沥青路面的整体使用质量和长期使用效益。
沥青胶浆的疲劳性能研究
ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｒｏａｄ ｔｒａｆｆｉｃ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｅｒｐｅｔｕａｌ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｈａｓ ｍａｄｅ ｆａｔｉｇｕｅ ｄａｍａｇｅ
ｏｎｅ
ｏｆ ｔｈｅ
ｍｏｓｔ ｎｅｅｄｅｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｄａｍａｇｅｓ，ＳＯ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ
ｆａｔｉｇｕｅ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ａ
ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗｏｒｋ ｔｏ ｓｅｅｋ ａｆｔｅｒ
ｆａｔｉｇｕｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｆ ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ ｂｉｎｄｅｒｓ・
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ
ｂｉｎｄｅｒｓ．Ｆａｔｉｇｕｅ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，Ｎｅｗ
ｔｙｐｅ
ｏｆ ｓｐｅｃｉｍｅｎ，
ＤＳＲ ｔｉｍｅ ｓｗｅｅｐ ｔｅｓｔ，Ｆａｔｉｇｕｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ
ｍｅｉｒ
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｒｏｐ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ・Ｔｈｅ ｆａｔｉｇｕｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｈｏｗｅｄ ｌｉｔｔｌｅ ｃｏｍｐａｒａｂｉｌｉｔｙ． ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ Ｉｎ ｓｔｒａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｍｏｄｅ，ｔｈｅ ｆａｔｉｇｕｅ ｔｅｓｔｓ
武汉理工大学 硕士学位论文 沥青胶浆的疲劳性能研究 姓名：刘全涛 申请学位级别：硕士 专业：材料学 指导教师：吴少鹏 20080501
摘
要
随着交通量的日益增大，疲劳破坏已经成为路面最主要的破坏形式之一。 永久路面的兴起与应用使疲劳破坏成了路面研究与设计最需要预防的破坏模 式，因此加深对沥青及沥青混合料的疲劳性能的认识已经成为客观需要。然而 现有的沥青胶浆疲劳评价方法还存在很多不足，需要探索新的方法评价沥青胶 浆的疲劳性能。 本文引入一种新型实验样品，使用自制的夹具，建立新的实验系统进行动 态剪切流变仪（ＤＳＲ）时间扫描实验，研究沥青胶浆的疲劳性能，解决了沥青胶 浆与ＤＳＲ转子界面粘结破坏问题，同时避免了边缘效应的影响。考虑到沥青胶 浆本身对循环加载的抵抗作用以及循环加载造成的破坏在沥青胶浆样品中发展 过程的速度快慢问题，将复合剪切模量（相位角）．加载循环次数曲线中沥青胶 浆的各种宏观力学性能发生剧烈变化的过渡点定义为疲劳点。针对ＤＳＲ在不同 频率下所施加扭矩的变异性，引入一个与频率ｆ有关的修正因数ＣＦ。 采用应力控制模式首先研究了应力、温度、频率对基质沥青胶浆疲劳性能
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。
《2024年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、引言随着交通流量的不断增长和道路使用年限的增加，沥青混合料作为道路建设的重要材料，其性能逐渐成为关注的焦点。
其中，疲劳性能作为评价沥青混合料耐久性的重要指标，一直受到广大研究者的关注。
而近年来，分数阶灰色预测模型作为一种新型的预测方法，也因其独特优势逐渐在多个领域得到应用。
因此，本文将针对Superpave沥青混合料的疲劳性能进行研究，并探讨分数阶灰色预测模型在其中的应用。
二、Superpave沥青混合料疲劳性能研究2.1 Superpave沥青混合料概述Superpave沥青混合料是一种高性能的沥青混合料，具有优异的耐久性、抗滑性和抗疲劳性能。
其优良的物理和力学性能使其在道路建设中得到广泛应用。
2.2 疲劳性能测试方法沥青混合料的疲劳性能主要通过疲劳试验进行测试。
常见的疲劳试验方法包括重复弯曲梁法、直接拉伸法等。
本文将采用重复弯曲梁法对Superpave沥青混合料的疲劳性能进行测试。
2.3 疲劳性能影响因素Superpave沥青混合料的疲劳性能受多种因素影响，如温度、荷载、材料性质等。
本文将通过实验研究这些因素对Superpave 沥青混合料疲劳性能的影响。
三、分数阶灰色预测模型在Superpave沥青混合料疲劳性能预测中的应用3.1 分数阶灰色预测模型概述分数阶灰色预测模型是一种基于灰色系统理论和分数阶微分理论的预测方法。
它具有较高的预测精度和较好的适应性，在多个领域得到广泛应用。
3.2 模型构建与应用本文将构建分数阶灰色预测模型，并将其应用于Superpave 沥青混合料疲劳性能的预测中。
首先，收集相关数据，包括温度、荷载、材料性质等；然后，根据分数阶灰色预测模型的原理，建立预测模型；最后，利用实际数据对模型进行验证和优化。
3.3 结果分析通过对比实际数据与模型预测结果，可以评估分数阶灰色预测模型在Superpave沥青混合料疲劳性能预测中的准确性。
沥青混合料的疲劳试验及其影响因素
沥青混合料的疲劳试验及其影响因素摘要：疲劳特性的研究方法概括起来包括两种即现象学法和力学近似法。
应用现象学法主要是进行疲劳试验，得出疲劳寿命与施加应力或应变的关系。
力学近似法是将应力状态的改变作为开裂、几何尺寸及边界条件、材料特性及其统计变异性的结果来考虑，并对裂缝的扩展和材料中疲劳的重分布所起的作用进行分析，从而它有助于人们认识破坏的形成和发展的机理。
关键词：沥青混合料疲劳特性现象学法力学近似法1 概述路面使用期间，在气侯环境因素和车轮荷载的重复作用下，损伤逐渐累积，路面结构强度逐渐下降，当荷载作用次数超过一定次数之后，在荷载作用下路面内产生的应力就会超过性能下降后的结构抗力，使路面出现裂纹，产生疲劳断裂破坏。
这是由于材料内部存在缺陷或非均匀性，引起应力集中而出现微裂隙，应力的反复作用使微裂隙逐渐扩展、汇合，从而不断减少有效的承受应力的面积，造成材料的刚度和强度逐步下降，最终在反复作用一定次数后导致破坏。
材料抵抗疲劳破坏的能力，可用达到疲劳破坏时所能经受的重复应力大小(或称疲劳强度)和作用次数(称为疲劳寿命)来表示。
疲劳破坏是当前沥青路面破坏的主要形式之一。
沥青路面的耐久性是指沥青路面在使用过程中承受各种外界因素的作用，其性质能保持稳定或较小发生变化的特性。
沥青混合料的抗疲劳性能是评价沥青路面耐久性的一个重要指标。
2沥青混合料的疲劳试验疲劳破坏作为沥青路面的三大破坏形式之一，人们对其试验研究方法给予了很大的关注，归纳起来可以分为四类：一是实际路面在真实行车荷载作用下的疲劳破坏试验，如美国的AASHO试验路，历时三年才完成；二是足尺路面结构在模拟行车荷载作用下的疲劳试验，包括环道试验和加速加载试验，如南非的重型车辆模拟车（HVS ）、澳大利亚和新西兰的加速加载设备（ALF ）、美国华盛顿州立大学的室外大型环道、长沙理工大学的亚洲最大的路面直道实验中心和重庆公路研究所的室内大型环道疲劳试验等；三是试板试验法；四是室内小型试件的疲劳试验。
《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沥青混合料因其良好的路用性能被广泛应用于道路建设中。
然而，沥青混合料的疲劳性能受多种因素影响，如何准确评估其疲劳性能并预测其长期使用性能成为研究的热点问题。
本研究旨在探讨Superpave沥青混合料的疲劳性能，并建立分数阶灰色预测模型以预测其长期使用性能。
二、Superpave沥青混合料疲劳性能研究1. 实验设计本部分通过实验方法，对Superpave沥青混合料的疲劳性能进行深入研究。
实验采用不同配比、不同温度条件下的沥青混合料试样，通过重复加载试验来模拟沥青路面的实际使用情况。
实验中记录了试样的荷载-位移曲线，分析了试样的破坏形态和破坏模式。
2. 实验结果与分析实验结果表明，Superpave沥青混合料具有良好的抗疲劳性能。
在相同条件下，不同配比的沥青混合料表现出不同的疲劳性能。
随着温度的升高，沥青混合料的疲劳寿命有所降低。
通过对实验数据的分析，发现沥青混合料的疲劳性能与沥青的粘度、集料的粒径和级配等因素密切相关。
三、分数阶灰色预测模型研究1. 模型构建为了预测Superpave沥青混合料的长期使用性能，本研究建立了分数阶灰色预测模型。
该模型基于灰色系统理论，通过引入分数阶微分方程来描述系统的动态变化过程。
模型中，系统的未知信息被视为灰色量，通过累加生成序列和灰色微分方程进行预测。
2. 模型应用与验证将实验数据应用于分数阶灰色预测模型中，通过不断调整模型参数，使模型能够较好地拟合实际数据。
为了验证模型的准确性，将模型的预测结果与实际使用情况进行了对比。
结果表明，分数阶灰色预测模型能够较好地预测Superpave沥青混合料的长期使用性能。
四、结论本研究通过实验方法和建立分数阶灰色预测模型，对Superpave沥青混合料的疲劳性能和长期使用性能进行了深入研究。
16.沥青结合料的抗疲劳性能
时间扫描试验 试验温度： 最高设计温度及最低设计温度的平均值 以上４℃。 试验设备： 动态剪切流变仪（DSR）
试验方法： ①先经过RTFOT (旋转薄膜烘箱老化) 混和料热拌 短期老化 ②再将残留沥青经过PAV (压力老化仪) 路面使用期 长期老化。 ③然后将PAV残留沥青进行动力剪切试 验，DSR自动测定G*sinδ
评价指标：
①.损失模量：G″= G*sinδ 反映变形过程中由于内部摩擦产生的 以热的形式失能量
G*：
复数剪切劲度模量
相位角δ：反映粘弹性中粘性与弹性成分的 比例与影响程度 缺点：相关性较差
能量耗散比法（ ②. DER能量耗散比法（消散能变化率） 能量耗散比法 消散能变化率）
影响因素：温度
载荷频率（试验频率）
沥青结合料的抗疲劳性能
张天波10908079 董芃伯10902005
沥青结合料
Asphalt binder—沥青结合料 Asphalt mixture—沥青混合料 沥青混合料的疲劳性能的影响因素： 荷载条件 材料性质 环境变化 试验方法：各国均无标准试验方法
沥青结合料的抗疲劳性能
疲劳：交变荷载作用下沥青结合料的强度降低 疲劳“强度”：载荷循环达到规定次数时引起疲劳 破坏的应力
工程意义及总结
１.控制和改善沥青混合料的疲劳性能 ２.疲劳性能直接影响到耐久性能 ３.相位角δ越大，沥青抗疲劳性能越差
４.DER方法与路面服务不同阶段的疲劳破坏 ５.选用复数模量Ｇ*越小，相位角δ越大的沥青 结合料
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沥青混合料回弹模量与疲劳性能的试验研究的开题报告
沥青混合料回弹模量与疲劳性能的试验研究的开题报告一、选题的背景和意义：道路的建设与维护一直是与交通密切相关的问题，为保证道路的使用安全和寿命的延长，需要选择具有良好路面性能的材料。
沥青混合料在道路建设中占据着重要位置。
沥青混合料回弹模量和疲劳性能是评价路面质量的重要指标。
随着人们对道路使用寿命、减少道路维修成本以及提高路面质量的要求越来越高，因此对沥青混合料回弹模量和疲劳性能的研究，具有重要的现实意义和科学价值。
二、相关研究的现状：目前已经有一些研究关于沥青混合料回弹模量和疲劳性能的试验研究，但是，这些研究结果存在着一些争议。
在沥青混合料回弹模量方面，研究表明，回弹模量可以很好地反映沥青混合料的粘弹性能和稳定性，是一项非常重要的技术指标。
但是，不同试验方法得到的回弹模量值有所不同，这个问题需要进一步研究。
在沥青混合料疲劳性能方面，研究表明，随着交通车流量的增加和重载车辆的增多，沥青混合料在使用过程中遭受的疲劳损伤越来越大，因此疲劳性能的研究显得尤为重要。
但是，疲劳性能的研究涉及到很多因素，比如试验方法、材料种类等等，这个问题也需要进一步研究。
三、研究的内容和目标：本研究旨在探究沥青混合料的回弹模量和疲劳性能，主要研究内容包括：1.不同试验方法下回弹模量的测定与分析，探究其误差来源和改进方法。
2.研究不同沥青混合料在不同条件下的疲劳性能，分析其影响因素和规律。
3.利用所研究的指标和方法，进行实际道路材料的测试和分析。
本研究的目标是深入了解沥青混合料回弹模量和疲劳性能的特点和规律，推动道路材料的科学研究和技术进步，为保障道路使用安全和提高道路质量提供理论依据。
四、研究的方法和技术路线：本研究采用实验室试验的方法，主要测试设备包括回弹试验机和疲劳试验机。
试验流程主要包括样品的制备、试验条件的确定、数据的采集和分析等。
技术路线主要包括：1、理论分析阶段：对沥青混合料的回弹模量和疲劳性能进行文献调研和理论分析，探究研究的重点和难点，确定试验和分析的方法和流程。
《2024年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、引言在道路工程建设中，Superpave沥青混合料因其优良的力学性能和耐久性，被广泛应用于高速公路、城市道路等各类路面工程。
然而，随着交通流量的不断增加和车辆载重的日益增大，沥青混合料的疲劳性能逐渐成为影响道路使用寿命的关键因素。
因此，研究Superpave沥青混合料的疲劳性能及其预测模型，对于提高道路工程的质量和延长道路使用寿命具有重要意义。
本文将针对Superpave沥青混合料的疲劳性能进行实验研究，并探讨分数阶灰色预测模型在其中的应用。
二、Superpave沥青混合料疲劳性能实验研究2.1 实验材料与方法本实验采用Superpave沥青混合料作为研究对象，通过制备不同配比的混合料试件，进行疲劳性能实验。
实验中采用了多种加载方式和循环次数，以模拟实际道路使用过程中的荷载情况。
同时，通过先进的力学测试设备，对试件的应力应变关系、破坏模式等进行了详细记录和分析。
2.2 实验结果与分析实验结果表明，Superpave沥青混合料的疲劳性能与其配比、粒径分布、沥青含量等因素密切相关。
在相同荷载条件下，合理的配比和粒径分布能够提高混合料的抗疲劳性能，延长道路使用寿命。
此外，随着循环次数的增加，试件的应力应变关系逐渐发生变化，破坏模式也逐渐显现。
通过对实验数据的分析，可以得出Superpave沥青混合料的疲劳寿命及其影响因素的定量关系。
三、分数阶灰色预测模型在Superpave沥青混合料疲劳性能预测中的应用3.1 分数阶灰色预测模型简介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，通过对历史数据的分析和处理，建立分数阶微分方程，实现对未来发展趋势的预测。
该模型具有较高的预测精度和适用性，在许多领域得到了广泛应用。
3.2 分数阶灰色预测模型在Superpave沥青混合料疲劳性能预测中的应用将分数阶灰色预测模型应用于Superpave沥青混合料的疲劳性能预测中，可以有效地提高预测精度和可靠性。
疲劳试验及几种试验方法的比较
应力控制
应变控制
保持挠度或试件底 部应变峰谷值不变
表征公式
表征公式
施加荷载（应力）的峰谷值不变
试件完全断裂
现象学法中，把材料出现破坏的重复应力值称作疲劳强度，相应的应力重复作用次数称为疲劳寿命。
劲度下降到初始劲 度的50%或更低
影响沥青路面疲劳寿命的因素
（1）荷载历史 （2）加载速率 （3）施加应力或应变波谱的形式 （4）荷载间歇时间 （5）试验方法和试件形状
85
80
67
温 度
99
98
99
应力水平
88
80
76
*
不同试验方法影响敏感性分析结果
四点弯曲
间接拉伸
梯形悬臂梁弯曲
四点弯曲
梯形悬臂梁弯曲
间接拉伸
不同试验方法可靠性分析结果
评价指标
四点 弯曲
梯形 悬臂梁
间接 拉伸
劲度模量
变化系数（%）
12.3
11.4
19.7
采样方差（In psi)
0.01
0.014
梯形悬臂梁弯曲
间接拉伸ห้องสมุดไป่ตู้
可靠性 分析
不同试验方法影响合理性分析结果
评价指标
四点弯曲
梯形悬臂梁
间接拉伸
平均劲度模量
0℃
2,454,700
1,978,100
3,712,400
20℃
425,100
1,063,100
1,211,300
平均疲劳寿命
0℃
5,834,000
488,800
214,900
20℃
34,500
1.0
双轴向
沥青材料的温度疲劳性能以及SHRP疲劳性能测试方法
沥青温度疲劳性能的含义
• 沥青路面在温度变化、热辐射等工程应用环境 下，使得沥青路面材料在温度反复变化的条件下 产生温度应力，加上沥青老化导致沥青应力松弛 性能降低，温度应力小于抗拉强度时，产生温度 疲劳。长期疲劳作用下，沥青路面产生疲劳开裂。
温度疲劳作用机理过程分析
引起因素
作用过程
温度反复变化长 生温度应力是结 合料极限拉伸应 变减小；加上沥 青老化，劲度升 高，应力松弛性 能降低
四. 实验步骤及其影响因素
动态剪切流变仪实验步骤：将沥青（直径为25mm、厚 度为1mm）试样夹在一个固定和一个能左右振荡的板之 间（原理图），振荡板从A点开始移动到B点，又从B点 返回经A点到C点，然后再从C点回到A点，形成一个循环 周期。试验角速度为10 rad／s，约相当于3.183Hz。试验 采用两块φ25mm或φ8mm的平行板，间距对应为1mm或 2mm。 • 所施加的荷载为正弦荷载，其应力应变波形图。复数 剪切模量G*＝τmax／γmax，作用应力和由此而产生的应 变之间的时间滞后称之为相位角δ。
三、
测得试 件疲劳 寿命
计算机处 理系统
三. 沥青结合料的SHRP疲劳性能测试 方法
• 虽然我国对沥青疲劳方面的研究较少，但在欧洲等发达国家早 已开始对沥青的疲劳性能进行研究。如英国、澳大利亚等国家 公路科研所包括像壳牌等公司均采用了动态剪切方法展开沥青 疲劳研究。 • 但是我国缺乏类似的实验仪器，直到美国SHRP引进动态剪切 实验用于测试沥青结合料疲劳性能，并将指标列夫 SUPERPAVE 的沥青路用规范，我国也开始引进动态剪切流变仪(DSR-dynamic shear rheometer )
两种裂缝扩展规律研究方法评价
• 区别：前者的疲劳寿命包括裂缝的形成和扩展阶段， 研究裂缝的形成机理，以及应力、应变与疲劳寿命 的关系和各种因素对疲劳寿命的影响。后者只考虑 裂缝扩展阶段而不考虑裂缝形成阶段，主要研究裂 缝断裂机理以及裂缝扩展规律。 不足：以上研究方法一般把热疲劳和低温开裂疲劳 联系在一起，而在考察该种破坏机理时，无法评价 必须两者分开研究后的作用效果。
老化沥青胶结料的疲劳特性研究
式下 ， 发现 应力 控 制状 态 下 单位 体 积 耗 散 能 的总 趋 势是增大 的 ， 应 变控制状 态下单位 体积 耗散 能是
减 小 的． 施正银 ｌ ＿ ７ ］ 在 ０ ． １ ～０ ． ５ ＭＰ ａ 应力水 平下 ， 指 出沥青 的疲 劳寿命 随加载 应力 的增加 成 指数 关 系 降低 ． 疲 劳 方程 可 以表 示 为 Ｎｐ 一２ ９ ２ ３ ６ ７ ｅ ． Ａ． Ｓ ｈ ｅ ｎ ｏ ｙ Ｅ 采 用连 续加 载应 变 控制 模 式 ， 发 现 沥
摘要 ： 采 用动态剪切流变仪 （ ＤＳ Ｒ ） 研 究 了短期老 化与 长期老化 的沥青 胶结 料在应 变模 式 ， 应 力 模 式 下 的抗 疲 劳 性 能 ． 实验 中， 采用 了 旋 转 薄 膜 烘 箱 实 验 （ Ｒ Ｔ Ｆ Ｏ Ｔ） 及 压力老化 （ Ｐ ＡＶ） 来 模 拟 沥 青 胶
性 能是 不 利 的． 路 面在受 到 温差 和车 载作 用时 ， 会 处 于应 力一 应 变 同 时存在 的状态 口 ¨ ］ ． 因此 实验 室
在 单一 应 力或应 变 条件 下 ， 研 究 沥青 的疲 劳性 能 ，
《2024年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、引言随着道路交通的日益繁忙，沥青混合料作为道路建设的重要材料，其性能的优劣直接关系到道路的使用寿命和行车安全。
Superpave沥青混合料因其良好的路用性能被广泛应用于道路建设中。
然而，沥青混合料的疲劳性能是影响其长期使用性能的关键因素之一。
因此，研究Superpave沥青混合料的疲劳性能，并建立有效的预测模型，对于指导道路工程设计和施工具有重要意义。
本文将重点研究Superpave沥青混合料的疲劳性能，并探讨分数阶灰色预测模型在其中的应用。
二、Superpave沥青混合料疲劳性能研究2.1 疲劳性能定义及影响因素沥青混合料的疲劳性能是指在其承受重复荷载作用下，材料性能逐渐降低直至破坏的能力。
影响沥青混合料疲劳性能的因素很多，包括材料性质、环境条件、荷载类型等。
2.2 实验方法及结果分析为了研究Superpave沥青混合料的疲劳性能，我们采用了多种实验方法，包括疲劳试验机实验、重复荷载实验等。
通过实验，我们得到了不同条件下的沥青混合料疲劳性能数据。
根据实验结果，我们发现Superpave沥青混合料具有较好的疲劳性能，能够在重复荷载作用下保持较好的稳定性。
然而，随着荷载次数的增加，沥青混合料的性能还是会逐渐降低。
此外，我们还发现，混合料的级配、沥青种类和含量等因素都会影响其疲劳性能。
三、分数阶灰色预测模型在Superpave沥青混合料疲劳性能预测中的应用3.1 灰色预测模型简介灰色预测模型是一种基于灰色系统理论的预测方法，能够通过对部分已知信息的分析，预测未来趋势。
分数阶灰色预测模型则是灰色预测模型的一种扩展，能够更好地描述系统的非线性特性。
3.2 模型构建及应用为了更好地预测Superpave沥青混合料的疲劳性能，我们构建了分数阶灰色预测模型。
该模型以沥青混合料的疲劳性能数据为基础，通过分析历史数据，预测未来趋势。
我们应用该模型对不同条件下的Superpave沥青混合料进行了预测，并与实际数据进行了对比。
《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沥青混合料因其优异的性能在道路建设中得到广泛应用。
然而，如何准确评估其疲劳性能并预测其长期使用性能，是当前研究的热点和难点。
本文将针对Superpave沥青混合料的疲劳性能进行实验研究，并探讨分数阶灰色预测模型在沥青路面使用性能预测中的应用。
二、Superpave沥青混合料疲劳性能实验研究2.1 实验材料与方法本实验选用Superpave沥青混合料作为研究对象，通过制备不同配比的试件，进行疲劳性能实验。
实验中采用的控制变量法，保证了实验结果的可靠性。
2.2 实验结果与分析通过疲劳实验，我们得到了不同配比下Superpave沥青混合料的疲劳性能数据。
数据显示，合理的配比能够有效提高沥青混合料的疲劳性能。
此外，我们还发现沥青混合料的疲劳性能与温度、荷载等因素密切相关。
三、分数阶灰色预测模型在沥青路面使用性能预测中的应用3.1 灰色预测模型简介灰色预测模型是一种基于不完全的、非精确的信息进行预测的方法。
它通过对原始数据进行累加生成和灰微分方程建模，实现对未来发展趋势的预测。
3.2 分数阶灰色预测模型在沥青路面使用性能预测中的应用分数阶灰色预测模型在传统灰色预测模型的基础上，引入了分数阶微分概念，提高了模型的精度和适用性。
在沥青路面使用性能预测中，我们可以利用该模型对沥青路面的使用性能进行长期预测，为道路维护和养护提供依据。
四、Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型的结合应用4.1 结合应用思路我们将Superpave沥青混合料的疲劳性能实验结果与分数阶灰色预测模型相结合，通过实验数据验证模型的准确性，并利用模型对沥青路面的长期使用性能进行预测。
4.2 结合应用实例以某路段Superpave沥青混合料为例，我们首先进行疲劳性能实验，得到该路段沥青混合料的疲劳性能数据。
沥青混合料疲劳性能研究
t = 1 (2Πf ) 当加载频率为 10 H z 时, 与国外大多数研究所 选择的加载频率相同, 加载时间为
t = 1 (2Πf ) = 01016 s 01016 s 的加载时间对沥青混合料路面表面大 致相当于 60～ 65 km h 的行车速度。 中国现行的 《公路工程技术标准》规定的汽车专用公路的计算行 车速度范围为 40～ 120km h, 可见选择 10 H z 的荷 载频率是合适的。 213 荷载波形
在常温条件下, 沥青混合料表现为显著的粘弹 性质。随着荷载作用次数的增加, 试件挠曲残余变形 逐渐增大, 材料的劲度 (或模量) 逐渐减小, 微裂缝不 断发展, 最终完全断裂。由于这种表述方式比较简单 明确, 试验数据稳定, 因此, 在控制应力方式下通常
2 2 交 通 运 输 工 程 学 报 2001 年
程, 为以后应用作准备。试验结果见表 2 及图 1。随
表列出交通部重庆公路研究所及哈尔滨建筑工程学
院的部分试验结果。 其中应力单位为M Pa, 应力以 应力差表示。
图 1 中国高等级公路常用沥青混合料间接拉伸疲劳试验结果
从表 2 及图 1 中可看出各单位所做疲劳结果 n 值比较接近, 变化在 3141～ 4182 之间, 说明弯曲与 间接拉伸试验结果有可能互换; K 值变化较大, 但 同一单位材料间 K 值相差不多, 说明沥青混合料的 疲劳性能同原材料性质有较大关系。 如本研究所用 沥青性能较好, 其疲劳寿命明显高于国产沥青混合 料。 混合料级配也对疲劳寿命有一定影响。 本研究 所 用ESSO 70# 、SH ELL 70# 沥青混合料及哈尔滨建
收稿日期: 2000210218 作者简介: 许志鸿 (19392) , 男, 福建龙海人, 同济大学教授, 从事路基与路面研究.
天然岩沥青复合改性沥青混合料疲劳性能研究的开题报告
天然岩沥青复合改性沥青混合料疲劳性能研究的开题报告一、论文题目天然岩沥青复合改性沥青混合料疲劳性能研究二、研究意义道路是经济发展的重要基础设施，因此道路建设的质量直接关系到城市的经济发展和社会安定。
研究沥青混合料的疲劳性能，对于提高道路使用寿命、减少道路维护费用具有重要意义。
本研究旨在探究天然岩沥青复合改性沥青混合料的疲劳性能，为道路建设提供实用性指导。
三、研究背景沥青混合料作为道路面层的主要材料，其疲劳性能一直是研究的热点之一。
随着交通运输的不断发展和城市化的加速，人们对道路使用寿命的要求也越来越高，因此对沥青混合料的疲劳性能研究越来越迫切。
近年来，越来越多的学者开始从沥青材料本身入手，探索新型沥青材料的疲劳性能。
其中，天然岩沥青复合改性沥青混合料具有优异的力学性能和化学稳定性，在道路建设中得到越来越广泛的应用。
四、研究内容1.收集天然岩沥青复合改性沥青混合料相关资料，确定其性能指标；2.选择适当的试验方法，研究天然岩沥青复合改性沥青混合料的疲劳性能；3.分析试验结果，探究天然岩沥青复合改性沥青混合料疲劳损伤机理；4.对试验结果进行统计处理并对其进行讨论，为道路建设提供技术支持。
五、研究方法本研究采用理论研究和实验研究相结合的方法，首先收集相关资料进行文献综述，确定天然岩沥青复合改性沥青混合料的性能指标。
然后选择适当的试验方法，如动态剪切试验和循环试验等，研究其疲劳性能。
最后对试验结果进行分析、处理和讨论，为道路建设提供实用性指导和技术支持。
六、研究进度安排第一年：收集文献，明确研究目标和研究方法；第二年：进行试验研究，分析试验结果；第三年：对试验结果进行处理和讨论，撰写论文。
七、预期成果本研究将明确天然岩沥青复合改性沥青混合料的疲劳性能指标，并研究其疲劳损伤机理，为道路建设提供实用性指导和技术支持，提高道路使用寿命，减少道路维护费用。
同时，本研究将推动天然岩沥青复合改性沥青混合料在道路建设中的应用，促进道路建设技术的升级和发展。
《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沥青混合料因其优异的性能在道路建设中得到广泛应用。
然而，如何准确评估其疲劳性能并预测其长期使用性能，仍是当前研究的热点和难点。
本研究旨在探讨Superpave沥青混合料的疲劳性能，并引入分数阶灰色预测模型进行长期性能预测，为道路工程提供理论依据和实践指导。
二、Superpave沥青混合料疲劳性能研究2.1 疲劳性能测试方法Superpave沥青混合料的疲劳性能测试主要采用弯曲疲劳试验和间接拉伸疲劳试验等方法。
这些方法可以模拟沥青混合料在实际使用过程中的受力情况，从而评估其疲劳性能。
2.2 疲劳性能影响因素影响Superpave沥青混合料疲劳性能的因素较多，主要包括沥青类型、矿料级配、混合料配合比、环境因素等。
这些因素对沥青混合料的疲劳性能有着显著影响，需要进行综合考虑。
2.3 疲劳性能评价指标评价Superpave沥青混合料疲劳性能的指标主要包括疲劳寿命、劲度模量损失等。
通过对这些指标的分析，可以全面了解沥青混合料的疲劳性能。
三、分数阶灰色预测模型在Superpave沥青混合料长期性能预测中的应用3.1 灰色预测模型原理灰色预测模型是一种基于灰色系统理论的方法，通过对部分已知信息和生成数据的处理，来预测未来发展趋势。
分数阶灰色预测模型则是在传统灰色预测模型的基础上引入分数阶微分概念，提高了预测精度。
3.2 模型构建与应用本研究将分数阶灰色预测模型应用于Superpave沥青混合料的长期性能预测。
首先，收集沥青混合料的性能数据，包括劲度模量、疲劳寿命等；然后，构建分数阶灰色预测模型，对数据进行处理和分析；最后，根据模型预测结果，评估沥青混合料的长期使用性能。
3.3 预测结果分析通过分数阶灰色预测模型对Superpave沥青混合料的长期性能进行预测，可以发现该模型具有较高的预测精度和可靠性。
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沥青胶结料疲劳特性研究
发表时间：2019-08-15T17:08:13.577Z 来源：《建筑实践》2019年第09期作者：常志慧
[导读] 阐述了沥青胶结料的疲劳特性，其主要包括沥青胶结料的疲劳损伤机理以及疲劳过程中的自愈与触变现象，对自愈合机理、自愈合评价方法以及自愈合影响因素进行了总结。
山东建筑大学交通工程学院山东济南 250100
摘要：疲劳破坏是沥青路面结构基础理论与设计的本源性问题，因此沥青及沥青混合料的疲劳损伤特性多年来一直倍受研究者们的关注和重视。
沥青的疲劳一般按照应力控制和应变控制两种模式进行室内试验和分析，本文系统阐述了沥青胶结料的疲劳特性，其主要包括沥青胶结料的疲劳损伤机理以及疲劳过程中的自愈与触变现象，对自愈合机理、自愈合评价方法以及自愈合影响因素进行了总结，疲劳的评价指标：初始模量的50%-50%G*、疲劳因子G*sinδ、耗散能变化率DR、累积耗散能比DER。
关键词：沥青胶结料；疲劳评价方法；疲劳评价指标
引言
近年来，随着交通运输事业的快速发展，交通量迅速增加，车辆轴载不断增大，重载交通日益严重，沥青路面的设计、养护和维修面临越来越严峻的考验。
路面在使用过程中，不仅受到车辆荷载的重复作用，还受到环境温度变化所产生的温度应力影响。
在应力应变反复作用下，路面材料的强度逐渐衰减。
当荷载作用次数达到一定数值后，路面发生疲劳开裂，其特点为路面无明显的永久变形，在裂缝形成初期大都是形成细而短的横向开裂，然后逐渐发展为网状裂缝，裂缝的宽度和范围持续扩大。
因此有必要加深对沥青材料疲劳性能的认识。
1 疲劳评价方法
沥青材料疲劳性能的研究主要采取应力和应变两种控制模式，当路面较薄时，在荷载作用下，其变形变化较小，因此在进行疲劳试验时采用应变控制模式；当路面较厚时，荷载作用下的应力变化较小，因此采用应力控制模式进行疲劳性能试验，路面薄厚的界限通常为12.7cm。
此厚度的界定是依据经验的，是一个粗略的界定。
谢军[1]等人认为我国近年来已建成和正在建设的高速公路路面厚度均大于界限厚度，因此应采用应力控制模式研究沥青混合料的疲劳特性。
此外，他们还认为应力控制模式的疲劳试验操作方便，试件数量少，精度可靠而采用应变控制模式时，试件一般不会出现明显断裂破坏，一般多以劲度下降至初始劲度的 50%为标准，具有随意性，其技术应用上存在困难。
刘峰[2]等人通过分析应力、应变两种控制模式下的弯曲疲劳试验和 APA 疲劳试验得出沥青混合料疲劳试验中采用应力控制模式更合理。
葛折圣[3]等人则认为应变控制模式的疲劳试验过程中，沥青混合料的应力应变状态更符合沥青路面的实际情况。
由以上这些研究可见，对于沥青，应力、应变两种控制模式下疲劳性能都应该进行研究[4]。
2 疲劳评价指标
2.1 初始模量的50%-50%G*
沥青破坏准则中，目前使用最广泛的是复数模量衰减为初始模量的 50%时的荷载作用次数，这种定义方法使沥青和沥青混合料的抗疲劳性能具有了一致性。
有研究表明，在相同的应变水平和温度下，沥青疲劳试验结果与沥青混合料的相关系数从 0.7 到 0.9 不等[5]。
但是一方面，劲度模量衰减至 50%的疲劳破坏定义没有在仔细研究疲劳性能的基础上，因而其不能反映沥青疲劳过程中的损伤累积过程。
另一方面，验证是否独立于加载模式也是这种定义方式面临的一个难题[6]。
2.2 疲劳因子G*sinδ
疲劳因子G*sinδ即为损失剪切模量，能够反映能量的损失。
由于沥青疲劳过程中会发生模量和相位角的同时变化，因而疲劳因子也会随着荷载作用次数的增加而发生变化，这种变化代表了疲劳过程中能量的损失，进而反映材料内部的损伤，因此疲劳因子可以用来评价沥青的抗疲劳性能[7]。
J.A. Deacon 等人的研究结果显示沥青胶浆损失模量与沥青混合料的弯曲劲度模量间具有较好的相关性。
然而尽管与沥青混合料性能之间也建立了较好的相关性，但是该研究仅仅以基质沥青为例。
2.3 耗散能变化率DR
作为一种典型的粘弹性材料，在循环荷载作用下，沥青的疲劳损伤伴随着能量的耗散，因此，近年来的研究比较关注能量耗散因素描述的疲劳损伤演化及疲劳失效问题。
最早使用耗散能变化率 DR，即根据耗散能改变的速度来判断疲劳损伤的演化。
然而相关研究表明这种评价方法只对应力控制模式有效，而对于应变控制模式，疲劳试验所得到的 DR 值离散性极大，其随荷载作用次数的变化基本没有规律，无法找到一个清晰特征点来定义疲劳寿命，所以该疲劳评价指标对应变控制模式是无效的[8]。
2.4 累积耗散能比DER
累积耗散能比（DER）是另一个基于能量的疲劳评价指标。
基于这个评价指标发表的沥青单体疲劳损伤演化规律与其他研究者发表的沥青混合料疲劳损伤演化规律具有相似性。
目前已有的研究选用Nf20作为胶浆的疲劳失效界限，即 DER-荷载加载次数关系偏离DER=N直线 20%时的加载次数作为疲劳寿命[9]。
然而，Nf20判据具有一定的随意性，应用DER疲劳损伤演化遇到的问题仍然是如何判断疲劳失效界限。
3 结论
疲劳破坏是沥青路面结构基础理论与设计的本源性问题。
目前，国内外的沥青路面设计均以沥青混合料疲劳性能为设计指标，因此沥青及沥青混合料的疲劳损伤特性多年来一直倍受研究者们的关注和重视。
沥青的疲劳一般按照应力控制和应变控制两种模式进行室内试验和分析。
评价指标包括：初始模量的50%-50%G*、疲劳因子G*sinδ、耗散能变化率DR、累积耗散能比DER。
参考文献
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