The invention discloses a method for evaluating the anti fatigue cracking performance of Asphalt Pavement Based on a rectangular test piece, which includes: S1. Drilling core sampling at the site of expressway, recording the road section information where the core sample is located, and marking the driving direction on the surface of the core sample; S2. Cutting the core sample at the site in the laboratory; S3. Simulating the actual situation of the test piece under the road load; S4. Mining The uniaxial repeated direct tensile test was carried out with MTS, and the corresponding test parameters were set; S5. The apparent stress amplitude during the test was obtained, and the virtual dissipative strain energy was calculated; S6. The anti fatigue cracking performance of the test piece was evaluated with the modified Paris formula, and the parameters of the modified Paris formula were obtained from the relationship between the parameters of the modified Paris formula and the parameters of the fitting model S7. Compare the values of the parameters of the modified Parry formula of each test piece to compare its anti fatigue cracking performance. The invention can be used for evaluating the anti fatigue cracking performance of highway pavement, and the evaluation method is simple and effective.
【技术实现步骤摘要】
一种基于长方体试件的沥青路面抗疲劳开裂性能评价方法
本专利技术涉及道路工程领域，尤其涉及一种基于长方体试件的沥青路面抗疲劳开裂性能评价方法。
技术介绍
沥青路面具有行车舒适度好、噪音小等优势而被广泛利用，是高速公路路面的主要形式之一。沥青路面在长期交通荷载的作用上，日积月累产生疲劳开裂影响道路的服役性能，因此在道路工程领域，对沥青混合料疲劳开裂的研究一直是关注的重点。目前沥青混合料疲劳试验的方法很多，各种方法在加载方式、试件形状和尺寸、试验条件是存在差异，其所反映的力学性质也存在差异，且目前常用的疲劳试验方案都是基于室内成型试件制定的，而对于在役沥青路面缺少一种简单有效的疲劳试验方案。同时，钻芯取样作为道路检测中普遍采用的手段，现阶段基于路面芯样的检测手段较为简单，通常仅通过钻取芯样获取路面厚度，路面芯样密度、孔隙率等信息，而没有进一步对其力学性能进行分析，缺乏对路面芯样的有效利用。而如果通过路面芯样进行疲劳试验能够直接有效的反映道路服役性能，从而对营运期高速公路路面抗疲劳开裂性能进行评价。常用的疲劳试验方法中，直接拉伸试验和间接拉伸试验的试验方法较为简单，因此应用较为广泛，两种试验方法通常采用圆柱体试件进行试验，试验中拉力作用于试件中央垂直面，不符合路面芯样试件的路面实际受力情况。弯曲试验采用的矩形梁试件也难以通过路面芯样试件切割获得。因此针对路面芯样实际受力情况，和其分层结构的特点，本方法将路面圆柱体路面芯样分层切割成长方体试件，试件高度为路面结构各面层厚度，截面尺寸为100mm×100m...
【技术保护点】
1.一种基于长方体试件的沥青路面抗疲劳开裂性能评价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/nS1、制定钻芯计划，在高速公路现场进行钻芯取样，取得的芯样至少包含整个面层结构层，记录芯样所在路段信息，并在芯样表面标注行车方向；/nS2、在实验室对现场芯样进行切割，将其截面切割成相同大小的正方形，再沿各结构层分界线进行切割，分别得到道路上面层、中面层和下面层的长方体试件；/nS3、模拟试件在道路载荷作用下的实际情况，沿行车方向在试件四个侧面各安放一个轴向位移传感器，记录试件在试验过程中的轴向变形；/nS4、采用MTS对试件进行单轴重复直接拉伸试验，设置相应的试验参数；/nS5、通过试验结果，获取试验过程中表观应力振幅，并计算得到无损阶段和损伤阶段的动态模量和相位角，依据动态模量和相位角计算得到虚拟耗散应变能；/nS6、采用修正帕里斯公式对试件的抗疲劳开裂性能进行评价，建立虚拟耗散应变能和表观应力振幅的拟合模型，与试验得到表观应力振幅和耗散虚拟应变能进行线性拟合，通过EXCEL规划求解得到拟合模型参数，由推导得到的修正帕里斯公式参数与拟合模型参数的关系式求得修正帕里公式参数；/nS7、通过比较...
【技术特征摘要】
1.一种基于长方体试件的沥青路面抗疲劳开裂性能评价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、制定钻芯计划，在高速公路现场进行钻芯取样，取得的芯样至少包含整个面层结构层，记录芯样所在路段信息，并在芯样表面标注行车方向；
S2、在实验室对现场芯样进行切割，将其截面切割成相同大小的正方形，再沿各结构层分界线进行切割，分别得到道路上面层、中面层和下面层的长方体试件；
S3、模拟试件在道路载荷作用下的实际情况，沿行车方向在试件四个侧面各安放一个轴向位移传感器，记录试件在试验过程中的轴向变形；
S4、采用MTS对试件进行单轴重复直接拉伸试验，设置相应的试验参数；
S5、通过试验结果，获取试验过程中表观应力振幅，并计算得到无损阶段和损伤阶段的动态模量和相位角，依据动态模量和相位角计算得到虚拟耗散应变能；
S6、采用修正帕里斯公式对试件的抗疲劳开裂性能进行评价，建立虚拟耗散应变能和表观应力振幅的拟合模型，与试验得到表观应力振幅和耗散虚拟应变能进行线性拟合，通过EXCEL规划求解得到拟合模型参数，由推导得到的修正帕里斯公式参数与拟合模型参数的关系式求得修正帕里公式参数；
S7、通过比较各个试件的修正帕里公式参数的数值，来比较其抗疲劳开裂性能。
2.根据权利要求1所述的基于长方体试件的沥青路面抗疲劳开裂性能评价方法，其特征在于，步骤S1的具体方法为：
在待检测的高速公路道路路段进行取芯，取芯包括路肩和轮迹带两个位置，选择相邻的路肩带和行车道进行取芯，所取芯样至少包含整个面层结构层，其直径为150mm，每个路段取芯间隔为200m-400m；对不同路段路面的试件进行信息记录，并在芯样表面标注行车方向。
3.根据权利要求1所述的基于长方体试件的沥青路面抗疲劳开裂性能评价方法，其特征在于，步骤S2的具体方法为：
在室内对路面芯样基本信息进行核实记录后对芯样进行切割，采用切割锯对长方体路面芯样进行切割，得到上面层、中面层和下面层的长方体试件，试件截面为长100mm×宽100mm的正方形，高为路面各结构层的实际厚度。
4.根据权利要求1所述的基于长方体试件的沥青路面抗疲劳开裂性能评价方法，其特征在于，步骤S4的具体方法为：
试验所用仪器为多功能电液伺服材料试验系统，简称MTS；试验方式为控制应变的单轴重复直接拉伸试验，简称RDT试验；利用MTS对芯样施加荷载产生标准的半正弦应变曲线，试验温度为20℃，加载频率为25Hz，加载周期为600个周期；具体试验进程包括：
首先，进行一次应变水平的RDT试验，确定沥青混合料处于无损阶段的线性黏弹性区间内的动态模量和相位角；接着，再进行一次应变水平的RDT试验，第二次应变水平大于第一次应变水平，保证沥青混合料处于损伤阶段；两组试验期间试件有900s的休息时间使其在下一次试验之前恢复变形；
芯样侧面安放有三个标距为70mm、相隔90°的轴向位移传感器，简称LVDT；在试验过程中，三个轴向LVDT记录试件在侧面三个方向的轴向变形，并...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗蓉，王锦腾，于晓贺，杨洋，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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