基于松弛行为的沥青材料疲劳性能评价研究

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1、分类号:U416.210710-2015121207硕士学位论文基于松弛行为的沥青材料疲劳性能评价研究季传军导师姓名职称陈玉副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称道路与铁道工程论文提交日期2018年4月11日论文答辩日期2018年5月13日学位授予单位长安大学DevelopmentofANewEvaluationMethodforFatiguePerformanceofAsphaltMaterialsBasedonRelaxationTestsAThesisSubmittedfortheDegre

2、eofMasterCandidate：JiChuanjunSupervisor：Prof.ChenYuChang’anUniversity,Xi’an,China摘要疲劳破坏是沥青路面的主要破坏形式之一，但现有的疲劳性能评价方法可靠度较低。众多研究表明，沥青结合料的流变性能与其相应的混合料的路用性能存在密切的关联性。因此，为了充分探究材料的流变性能，对沥青类材料的松弛特性进行研究是十分必要的。并且基于相关理论研究表明，进一步研究材料黏弹性能与疲劳特性相关性对于提出新的材料疲劳性能评价方法有重要意义

3、。本文针对沥青结合料的松弛特性入手，对不同标号、不同老化条件和不同改性情况的沥青及其胶浆进行简单的松弛试验。结果表明：多数沥青材料松弛曲线随着试验温度呈规律性变化，但在一定范围内曲线走势并不受加载应变影响。基于沥青材料流变性能与疲劳性能本质联系的理论基础，设计出了重复应力松弛恢复试验，用于测试其松弛性能和弹性性能。并推荐一套合理的试验参数，使得该新试验方法能够有效测得沥青的松弛行为和弹性行为，可作为应力松弛和弹性性能的测试方法。采用上述两种松弛试验方法对选定材料进行性能测试，提出了相应的应力松弛性

4、能和应变恢复能力的评价指标（松弛时间、松弛速率和初始应力、应变恢复率）。采用四个评价指标对试验结果进行分析表明：材料的松弛速率和应变恢复率可分别表征材料松弛特性和弹性性能。因此可知，新的松弛试验可作为材料相应的流变行为的测试方法，并且提出的相应指标能够评价材料的黏弹性能。通过线性振幅扫描试验（LAS）对选定材料进行疲劳性能测试，得到相应的疲劳参数A、B。对比材料松弛性能与疲劳性能的关联性。结果表明：沥青类材料的疲劳参数B与松弛速率呈良好的线性关系，且疲劳参数A与应变恢复率呈较好的指数关系。材料疲劳

5、参数与流变特性关系曲线经拟合后获得了良好的函数关系，且拟合程度较高。基于两组函数关系，建立了以材料重复应力松弛恢复试验方法为基础的疲劳性能预测方程。由此可知，材料的松弛特性与其疲劳性能之间存在密切的相关性，并且材料的疲劳性能可通过相应的应力松弛试验准确的进行分析评价。关键词：沥青结合料及胶浆，应力松弛，松弛指标，疲劳性能，疲劳预测方程IAbstractAsoneofthemaindistressesofasphaltpavements,fatiguefailurehasbeenextensivel

6、ystudiedinrecentyears.However,theexistingfatigueperformanceevaluationmethodsaremorecomplextoacertainextent,andthereliabilityneedsfurtherresearch.Manyscholarshaveshownthattherheologicalpropertiesofasphaltbindersaresignificantlyrelatedtotheroadperforman

7、ceoftheasphaltmixtures.Therefore,tofullyexploretherheologicalpropertiesofmaterials,itisnecessarytostudytherelaxationpropertiesofasphaltmaterials.Andbasedonrelatedtheoreticalstudies,thereisanessentialcorrelationbetweentheslackpropertiesofasphaltmateria

8、lsandtheirfatigueproperties.Therefore,furtherstudyofitsrelevanceisofgreatsignificanceforproposingnewmethodsforevaluatingfatiguepropertiesofmaterials.Inthispaper,therelaxationpropertiesofasphaltbinderswereinvestigated,andsimplerelaxationtestswe