[发明专利]考虑疲劳-蠕变交互损伤作用的沥青混合料寿命预测方法

摘要

发明涉及一种考虑疲劳-蠕变交互损伤作用的沥青混合料寿命预测方法，属于道路工程领域。该方法包括以下步骤：（一）确定周期荷载作用下的沥青混合料复数模量，（二）确定沥青混合料的损伤变量，（三）分别建立沥青混合料蠕变损伤方程和疲劳损伤方程，（四）建立蠕变损伤与疲劳损伤共同作用下的沥青混合料寿命预测模型。与现有沥青混合料寿命预测方法相比，本发明考虑了沥青混合料的粘弹特性，并建立了较为精准的预测模型。本方法准确描述了沥青混合料材料破坏失效的过程和规律，具有适用面广、计算结果可靠的优点，为沥青路面结构设计提供了更可靠的方法。

主权项

1.考虑疲劳-蠕变交互损伤作用的沥青混合料寿命预测方法，其特征在于具体步骤如下：（1）确定周期荷载作用下的沥青混合料复数模量粘弹性材料在周期性应力作用下的应变响应，用复数模量E^*来表示，它是动态粘弹性能的标志，包含实部和虚部：E^*＝E′-iE″|E*|=σ0ϵ0]]>式中：E′——储能模量；E″——损耗模量；i——虚数单位；|E^*|——复数模量；σ₀——应力振幅；ε₀——应变峰值；（2）确定沥青混合料的损伤变量在控制应力试验中，施加的荷载波形为正弦波，利用（1）中的复数模量将沥青混合料的损伤变量定义为：Q=1-|E*|N|E*|]]>式中：|E^*|_N——荷载作用N次以后试件的复数模量；|E^*|——复数模量；Q——损伤变量；（3）分别建立沥青混合料蠕变损伤方程和疲劳损伤方程①蠕变损伤的演化规律方程定义为：dDcdN=Kα(1-Dc)2α]]>式中：D_c——蠕变损伤；K——K=πσ02J2(w);]]>J₂(w)——损耗柔量；w——角速度,w＝2πf；α——系数;②疲劳损伤的演化规律方程定义为：dDfdN=(σ02B)β(1-Df)-β-γ]]>式中：D_f——疲劳损伤；B,β,γ——是与温度有关的常数，B还依赖于平均应力（4）建立蠕变损伤与疲劳损伤共同作用下的沥青混合料寿命预测模型①考虑蠕变损伤与疲劳损伤共同作用下损伤规律方程为:dD=[πσ02J2(w)]a(σ0M)b*(1-D)-rdN]]>式中：a，b，r，M—系数；②考虑蠕变损伤与疲劳损伤共同作用下的寿命预测模型Nz=11+r[1-(1-Dz)1+r]*[πJ2(αT×w)]-aσ0-2a-bM-b]]>式中：N_z——考虑疲劳-蠕变交互作用损伤时的疲劳寿命；α_T——移位因子，为温度T的函数：T₀为参考温度，C₁,C₂为参数；D_z——临界损伤值。