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基于修正Neuber方程的沥青路面裂缝形成疲劳寿命预估方法

仰建岗 王秉纲 陈拴发

仰建岗, 王秉纲, 陈拴发. 基于修正Neuber方程的沥青路面裂缝形成疲劳寿命预估方法[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(2): 50-54.
引用本文: 仰建岗, 王秉纲, 陈拴发. 基于修正Neuber方程的沥青路面裂缝形成疲劳寿命预估方法[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(2): 50-54.
Yang Jian-gang, Wang Bing-gang, Chen Shuan-fa. Estimating method of fatigue life during cracking initiation of asphalt pavement based on modified Neuber equation[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7(2): 50-54.
Citation: Yang Jian-gang, Wang Bing-gang, Chen Shuan-fa. Estimating method of fatigue life during cracking initiation of asphalt pavement based on modified Neuber equation[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7(2): 50-54.

基于修正Neuber方程的沥青路面裂缝形成疲劳寿命预估方法

基金项目: 

国家西部交通建设科技项目 2006 318 000 05

详细信息
    作者简介:

    仰建岗(1979-), 男, 江西新建人, 长安大学工学博士研究生, 从事路面结构研究

    王秉纲(1934-), 男, 辽宁辽阳人, 长安大学教授

  • 中图分类号: U416.217

Estimating method of fatigue life during cracking initiation of asphalt pavement based on modified Neuber equation

More Information
    Author Bio:

    Yang Jian-gang(1979-), male, doctoral student, +86-29-82334832, jekong@163

    Wang Bing-gang(1934-), male, professor, +86-29-82334832, wangbinggang999@163.com

  • 摘要: 为预估沥青路面裂缝形成疲劳寿命, 根据局部应力-应变理论, 通过直接拉伸疲劳试验, 建立了沥青混合料的真实应力-应变循环曲线, 运用Neuber方程将名义应力、应变转换为局部应力、应变, 对循环曲线和Neuber方程进行修正, 以符合平面应变问题。通过等应变疲劳试验, 建立了沥青混合料的疲劳寿命方程, 提出了沥青路面裂缝形成寿命预估方法。根据应变疲劳寿命曲线可合理计算沥青混合料疲劳损伤, 由累积损伤可求得沥青路面裂缝形成疲劳寿命。

     

  • 表  1  矿料级配组成

    Table  1.   Aggregate gradation composition

    筛孔尺寸/mm 26.500 19.000 16.000 13.200 9.500 4.750 2.360 1.180 0.600 0.300 0.150 0.075
    通过率/% 100.0 99.9 96.1 84.7 75.0 45.9 34.1 23.3 18.6 12.7 8.9 6.3
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    表  2  马歇尔试验结果

    Table  2.   Result of Marshall test

    指标 沥青油石比/% 空隙率/% 矿料间隙率/% 沥青饱和度/% 稳定度/kN 流值/0.1mm
    结果 5.4 4.3 16.6 74.8 11.57 39.6
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    表  3  真实应力幅和塑性应变幅

    Table  3.   True stress amplitude and plastic strain amplitude

    应变水平 Δε Δσ/MPa Δεp
    0.6 0.004 37 1.499 0.003 66
    0.5 0.004 04 1.243 0.003 00
    0.4 0.003 26 1.154 0.002 30
    0.3 0.002 45 0.838 0.001 75
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    表  4  Kt

    Table  4.   Values of Kt

    应变水平 0.6 0.5 0.4 0.3
    Kt 1.879 1.982 1.847 1.877
    平均值 1.896
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    表  5  循环应力-应变曲线修正参数

    Table  5.   Modified parameters of circular stress-strain curve

    应变水平 ε'a/10-3 σ'a/MPa μ1 K" n"
    0.6 1.979 0.865 0.464 693.828 1.012
    0.5 1.830 0.717 0.463
    0.4 1.488 0.665 0.457
    0.3 1.116 0.483 0.458
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    表  6  单调拉伸试验参数

    Table  6.   Parameters of monotony tensile test

    试件编号 断裂应变 断裂应力/MPa 割线模量/MPa
    D1 0.006 66 0.198 45 200.945
    D2 0.010 33 0.242 36 175.801
    D3 0.007 14 0.206 36 165.510
    D4 0.010 78 0.220 67 164.417
    D5 0.010 60 0.226 52 187.162
    平均值 0.009 10 0.218 87 178.767
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    表  7  等应变疲劳试验中的εaNf

    Table  7.   εaand Nfof equal strain fatigue test

    试件编号 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8
    εa/10-3 2.424 1.945 2.019 2.017 1.651 1.609 1.627 1.224
    Nf 45 50 519 513 1 023 1 250 822 1 078
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    表  8  不同算法下的bc

    Table  8.   b and c values of different methods

    参数 麦夸特法+通用全局优化法 准牛顿法+通用全局优化法 改进差分进化算法 最大继承法
    b 0.115 410 0.115 410 0.115 410 0.115 410
    c -0.221 822 -0.221 822 -0.221 822 -0.221 822
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-08-12
  • 刊出日期:  2007-04-25

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