动态疲劳荷载作用下路面混凝土力学性能研究.pdf

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1、第30卷第7期2017年7月中国公路学报ChinaJ．Highw．Transp．V01．30NO．7July2017文章编号：1001—7372(2017)07—0018—07动态疲劳荷载作用下路面混凝土力学性能研究郭寅川1’2，申爱琴1，田丰1，周胜波1(1．长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西西安710064；2．路易斯安那州立大学路易斯安那州交通研究中心，路易斯安那巴吞鲁日LA70803)摘要：为了探究经历车辆动态疲劳荷载作用后路面水泥混凝土力学性能的衰减规律，基于正交试验设计了力学性能、耐久性及工作性最佳的路面混凝土配比；选取了30％、50％、80％三个荷

2、载应力水平，设计了4种不同的疲劳加载方案对路面混凝土进行疲劳试验。利用MTS测定了不同疲劳加载方案下路面混凝土的剩余强度和应力一应变曲线变化规律，并借助经典的断裂能理论对动态疲劳荷载作用下路面混凝土力学性能进行研究。结果表明：应力水平为80％的动态疲劳荷载作用下路面混凝土的剩余弯拉强度呈现衰减趋势，加载4h后其剩余弯拉强度较基准降低了20％；当荷栽应力水平为30％、50％时，动态疲劳荷载作用前期混凝土剩余弯拉强度出现负衰减，疲劳加载3h后其剩余弯拉强度较基准分别提高7．9％、3．1％；动态疲劳荷载造成路面混凝土脆性增加，其变形呈现“弹性一塑性一类似弹性”的三阶段衰减规律；路

3、面混凝土的断裂能随着加栽时间及荷载应力水平的增加逐渐降低，应力水平大于50％时疲劳荷载对混凝土的断裂能劣化显著；当应力水平为30％、50％和80％时，加载4h后断裂能较基准分别降低24％、57％和66％。关键词：道路工程；水泥混凝土；力学性能试验；动态疲劳荷载；断裂能中图分类号：U416．1文献标志码：AMechanicalPropertyofPavementCementConcreteUnderDynamicFatigueLoadGUOYin—chuanl～，SHENAi—qinl，TIANFen91，ZHOUSheng-b01(1．KeyLaboratoryofHigh

4、wayEngineeringinSpecialRegionofMinistryofEducation，Chang’anUniversity，Xi’an710064，Shaanxi，China；2．LouisianaTransportationResearchCenter，LouisianaStateUniversity，BatonRougeLA70803，Louisiana，USA)Abstract：Inordertoexploretheattenuationlawofmechanicalpropertiesofpavementcementconcreteundervehi

5、cledynamicfatigueload，pavementcementconcreteratioswithoptimummechanicalproperty，durabilityandworkabilitywereproposedbasedontheorthogonaltest．Threestresslevels(i．e．30％，50％and80％)wereselectedtodesignfourdifferentfatigueloadschemesforthefatiguetest．Theresidualstrengthandthechangelawofstress—s

6、traincurvesofpavementcementconcreteunderdifferentfatigueloadschemesweremeasuredbyMTSandtheclassicaltheoryoffractureenergywasusedtoanalyzethemechanicalpropertyofpavementcementconcreteunderdynamicfatigueload．TheResultsshowthattheresidualstrengthof收稿日期：2015-12-15基金项目：国家自然科学基金项目(51608047，51278

7、059)作者简介：郭寅川(1983一)，男，江西九江人，长安大学副教授，工学博士，E—mail：silver007007@163．corn。第7期郭寅川，等：动态疲劳荷载作用下路面混凝土力学性能研究19pavementcementconcretedecreasesunderdynamicfatigueloadwithstresslevelof80％，andtheresidualstrengthdecreasesby20％after4hours’loading．Whenloadingstresslevelsare30