水損害破壞機(jī)理及現(xiàn)象

1、水損害破壞機(jī)理及現(xiàn)象針對(duì)于上述的水損害現(xiàn)象，在有水、無(wú)水兩種情況模仿車(chē)輛進(jìn)行單項(xiàng)應(yīng)力壓 縮試驗(yàn)，并且探求實(shí)驗(yàn)后水損害破壞現(xiàn)象。1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康氖橇私庥兴蜔o(wú)水情況下瀝青混凝土面層的疲勞破損情況，測(cè)驗(yàn)在 大小同應(yīng)力作用下瀝青混凝土的疲勞壽命及破損形態(tài)。1.2實(shí)驗(yàn)原理模擬車(chē)輛正常行駛時(shí)的輪壓狀態(tài)，進(jìn)行單項(xiàng)應(yīng)力壓縮疲勞試驗(yàn)，在交變應(yīng)力 的作用下，測(cè)量交變應(yīng)力的最大值小于試件的強(qiáng)度極限時(shí)發(fā)生的疲勞破壞，破壞 前所經(jīng)歷的循環(huán)次數(shù)稱(chēng)為疲勞壽命N，交變應(yīng)力的最大應(yīng)力值與試件材料的強(qiáng)度 極限的比值稱(chēng)為應(yīng)力比S。對(duì)于給出的若干個(gè)應(yīng)力比S，通過(guò)疲勞破損試驗(yàn)可以測(cè) 得與各應(yīng)力比所對(duì)應(yīng)的疲勞壽命N，從而可繪出反

2、映應(yīng)力比與疲勞壽命關(guān)系S-N 曲線(xiàn)。分別讓試件處于有水喝無(wú)水的狀態(tài)下進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，則可得到無(wú)水和有水狀 態(tài)下的S-N曲線(xiàn)。兩種曲線(xiàn)的差異則反映了水對(duì)瀝青瀝青混凝土疲勞性損壞的影 響及影響的程度大小。試驗(yàn)選取應(yīng)力比為0.3、0.4、0.5、0.6、0.7五個(gè)等級(jí)， 每一等級(jí)應(yīng)力水平采用采用5個(gè)試件進(jìn)行試驗(yàn)。室溫控制在18度一20度之間。數(shù) 據(jù)采集有儀器自動(dòng)完成，設(shè)置為每分鐘采集一次。1.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析試驗(yàn)環(huán)境試件組號(hào)下列應(yīng)力比試疲勞試驗(yàn)結(jié)果0.70.60.50.40.3有水178.04115.16184.65192.52360.38218.34177.74121.93264.72461.983

3、100.05149.98295.18351.1438.34147.24120.12201.16511.26545.46111.29151.05244.38平均45.46111.29145.95239.59422.68無(wú)水180.2172.10605.182500.56平均80.2172.10605.182500.56試驗(yàn)結(jié)果如下表所示：疲勞試驗(yàn)結(jié)果單位：萬(wàn)次由于瀝青混凝土芯樣的配合比、空隙率不完全一樣，試驗(yàn)條件不完全相同，疲 勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)存在一定的離散性。為此，對(duì)同一工況下的疲勞壽命采用統(tǒng)計(jì)平均 值?，F(xiàn)將36個(gè)芯樣在無(wú)水、有水狀況下不同應(yīng)力與疲勞壽命的關(guān)系繪于下圖 1.1。3圖1.1應(yīng)力與疲勞壽

4、命關(guān)系圖無(wú)水狀態(tài)下，瀝青混凝土疲勞壽命（萬(wàn)次）為：Nfw=20.78S-1.8913 （1）有水狀態(tài)下，瀝青混凝土疲勞壽命（萬(wàn)次）為：Nfb=25.166S-2.4255（2）在式中：Nfw和Nfb分別為無(wú)水和有水條件下的疲勞壽命；、為應(yīng)力比。公式 表明，在同一應(yīng)力比下，無(wú)水疲勞的壽命大于有水疲勞壽命。兩者之差異反映了 水對(duì)瀝青混凝土疲勞性能的影響。按照標(biāo)準(zhǔn)軸載0.7MPa輪胎氣壓計(jì)算，在無(wú)水狀 態(tài)下瀝青混凝土路面疲勞壽命為2.94X107次，有水條件下瀝青混凝土路面疲勞 壽命為5.51X106次，后者只有前者的18.7%?？梢?jiàn)，上述假設(shè)成立，水對(duì)瀝青混 凝土路面疲勞壽命影響顯著。從試件破壞形式可以明顯地發(fā)現(xiàn)，在無(wú)水試驗(yàn)條件下試件從底面開(kāi)始開(kāi)裂， 垂直向上擴(kuò)展，表現(xiàn)為劈裂破壞。在有水試驗(yàn)條件下試件從底面開(kāi)始開(kāi)裂，但裂 縫是沿