老化沥青混凝土的非线性粘弹性疲劳损伤与愈合效应研究

项目名称： 老化沥青混凝土的非线性粘弹性疲劳损伤与愈合效应研究

项目编号： No.50878032

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2009

项目学科： 金属学与金属工艺

项目作者： 田小革

作者单位： 长沙理工大学

项目金额： 35万元

中文摘要： 沥青混凝土的疲劳模型是沥青路面结构设计的基础，拟针对已有研究的不足，从非线性粘弹性损伤的角度，将控制应力和控制应变两种疲劳模式、疲劳损伤和愈合效应统一起来，建立一个综合考虑老化、非线性粘弹性、损伤及愈合效应的沥青混凝土疲劳本构模型。通过对不同老化程度的沥青混凝土试件进行不同低应力水平下的应力松弛试验，应用修正的Boltzman叠加原理和系统辨识技术建立耦合老化的沥青混凝土的非线性粘弹性模型；对老化沥青混凝土试件进行不同加载条件下的疲劳试验，基于损伤力学原理和弹性回复对应原理，根据虚耗散能的变化来研究损伤及其愈合规律，建立耦合老化因子的沥青混凝土损伤演化模型和愈合模型；最后将损伤模型和愈合模型引入到非线性粘弹性本构模型中，从而得到耦合老化、损伤和愈合效应的沥青混凝土非线性粘弹性本构模型。该模型的建立为经济、合理地设计沥青路面结构提供理论基础，对于保证沥青路面的使用寿命具有重要意义。

中文关键词： 沥青混凝土；疲劳；损伤；愈合；非线性粘弹性

英文摘要： The fatigue model is the basis of asphalt concrete pavement structural design. By stress relaxation tests of asphalt concrete specimens with different ageing degree under low stress levels, and depending on the test results, a nonlinear viscoelastic model coupling aging of asphalt concrete was founded by using the modified Boltzman superposition principle and system identification technique. Through the fatigue tests under different loading conditions on aged asphalt concrete specimens, the damaging and healing was studied through the analysis of the virtual energy dissipation of specimens, then, a damage evolution model and a healing model of the aged asphalt concrete were founded. Finally, the damage model and the healing model were introduced into the nonlinear viscoelastic constitutive model, so, a nonlinear viscoelastic constitutive model of asphalt concrete coupling aging, damage and healing effects was founded.

英文关键词： asphalt concrete;fatigue; damage; healing; nonlinear viscoelastic model