[發明專利]一種簡單應力狀態下瀝青路面強度校核方法

在審

• 申請號: 201910076529.4
• 申請日: 2019-01-26
• 公開（公告）號: CN109580360A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 呂松濤;夏誠東;樊喜雁;劉超超;張超;陳東;鄭健龍
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/32
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明公開了一種簡單應力狀態下瀝青路面強度校核方法，通過利用多功能材料試驗系統(MTS?Landmark)對試件進行不同加載速率條件下的劈裂強度和疲勞試驗，且本發明基于速度相關應力比建立了不同加載速率條件下瀝青混合料的劈裂疲勞性能預測模型，發現利用速度相關應力比思想可以使得瀝青混合料強度失效和疲勞失效問題得到統一，并由此推導出瀝青路面抗拉強度結構系數，從而建立了考慮加載速率影響的瀝青路面疲勞強度校核新方法，使瀝青路面的抗疲勞的設計更為科學，同時為耐久性瀝青路面的設計提供理論依據。

技術領域

本發明屬于道路工程技術領域，尤其涉及一種簡單應力狀態下瀝青路面強度校核方法。

背景技術

瀝青路面一直以來都是一種主要的路面類型，因為它有較好的行車舒適性、耐久性和抗水損害能力。截止2018年底，我國公路里程485.95萬公里，高速公路里程14.25萬公里，其中90％以上為瀝青路面結構。我國現行規范中高速公路瀝青路面的設計壽命為15年，但是通過調查可以發現，在役的高速公路瀝青路面大多在使用8～10年后即出現明顯的結構性破壞，須進行銑刨罩面或加鋪。這說明我國瀝青路面設計方法還存在一定的問題，易造成路面的早期破壞。疲勞開裂是瀝青路面最主要的病害之一，世界大多數國家都以瀝青路面的抗疲勞性能作為其設計的基本原則。因此，瀝青路面的疲勞性能的研究一直以來都是道路工作者研究的重點，而疲勞強度作為瀝青路面抗疲勞設計的一個重要指標，其準確性直接影響著瀝青路面抗疲勞設計的科學性。

有人通過三軸試驗，建立了復雜應力狀態下的瀝青混合料的破壞準則，提出了相應的瀝青路面強度校核方法；有人通過瀝青路面層間剪切疲勞試驗，確定了層間抗剪強度結構系數，從而得到了瀝青路面的層間容許剪應力；也有人采用應力控制模式下的劈裂試驗，提出瀝青路面常用瀝青混合料的疲勞方程及強度結構系數，從而獲得了相應的瀝青路面強度校核方法。

雖然現有的研究對瀝青路面抗疲勞設計的完善做出了一定的貢獻，但是這些疲勞強度校核方法均沒有考慮加載速率對瀝青混合料疲勞性能的影響。而瀝青混合料是一種粘彈性材料，其強度受加載速率的影響很大，從而影響其疲勞性能。因此，考慮加載速率的疲勞強度校核方法將有效提高瀝青路面抗疲勞設計的科學性。

另外，由于施加壓縮荷載在技術上可以比拉伸荷載更容易實現，所以劈裂疲勞試驗方法已廣泛用于測試土木工程材料(如巖石和混凝土)的拉伸特性。此外，由于其在試件內部產生的是雙向應力狀態，劈裂疲勞試驗方法也比其他試驗方法具有明顯的優勢。特別的，瀝青路面結構中瀝青層的底部分別在水平和垂直方向上受到拉應變和壓應變，這就使得劈裂疲勞試驗方法相比其他疲勞試驗方法更適合評價瀝青路面的疲勞性能。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種簡單應力狀態下瀝青路面強度校核方法。通過對不同加載速率下瀝青混合料劈裂疲勞結果進行分析，不僅達到了對不同加載速率下瀝青混合料疲勞性能評價的目的，而且使瀝青混合料強度失效和疲勞失效問題得到了統一，同時使瀝青路面的抗疲勞設計的更為科學，為耐久性瀝青路面的設計提供理論依據。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種簡單應力狀態下瀝青路面強度校核方法，所述評價方法具體包括如下步驟：

(1)對瀝青混合料進行不同加載速率下的劈裂強度試驗；

(2)對瀝青混合料進行不同加載速率下的劈裂疲勞試驗；

(3)對瀝青路面疲勞強度進行校核。

具體包括如下步驟：