摘 要

随着时代进入21世纪，我国基础设施建设的投入进一步增加，高等级沥青道路通车里程迅速增加。然而，沥青路面极易产生各种各样的损坏，沥青逐渐老化，沥青混凝土的抗温度裂缝能力、抗疲劳破坏能力、抗水破坏和抗松散能力逐渐减弱，沥青面层的破坏现象逐渐增多。而这一问题又将对路面的使用造成极大的隐患。故需要及时的对沥青路面进行养护保养，而什么时候开始保养，什么时候需要养护，这一问题就需要根据路面的使用情况来判定，然而这一条件则需要根据沥青材料的残留疲劳寿命来决定。

故此，对于研究材料残留疲劳寿命这项工作十分重要。本研究的主要内容为对从汉口-十堰路段的沥青高速公路路面上随机钻取的芯样进行残留疲劳寿命的研究，通过大量阅读国内外有关于沥青路面材料残留疲劳寿命研究有关的材料，论文，期刊等资料，结合实验室的条件，最终选择使用间接拉伸法来对芯样做残留疲劳寿命的研究。

本次研究主要采用的试验方法为间接拉伸法，通过对沥青路面芯样的面层，施加脉冲频率为100、大小恒定的应力。使材料不断的处于应力循环之中，直至材料被压断。接着通过计算材料在应力循环下被压断时所经历的应力循环次数，用此来表明沥青路面材料的残留疲劳寿命

通过对同部位的样品，施加不同的应力同时通过对比材料的循环次数，以达到试验对比的效果，间接反映材料的残留寿命；对于同路段不同部位的样品，施加相同的应力，通过材料的试验循环次数，通过对比材料的循环次数，来间接反映该路段不同部位的样品残留疲劳寿命；最后根据两不同路段之间的样品，控制样品的部位及所承受的应力大小，通过其循环次数，来反映两条路段之间的材料残留疲劳寿命关系。

经过一系列实验测试之后，我得到了两个路段，不同部位共计十八个样品的应力循环次数，通过上述方法的对比结果，得出以下结论：同路段同样品之间，当施加的应力越大，材料所能经历的循环次数越小；同路段中车辙部位样品的材料残留疲劳寿命最短；两条路段之间K1425路段的材料残留疲劳寿命要高于K1405路段。

关键词 沥青；高速公路；残留疲劳寿命；间接拉伸法。

Abstract

With the era of the 21st century, our investment in infrastructure closer increase, the rapid increase in high-grade asphalt road traffic mileage. However, easy to produce a variety of asphalt pavement damage, asphalt aging, resistance to cracks in asphalt concrete fatigue failure resistance, anti-sabotage and anti-loose water capacity gradually weakened, undermining the asphalt surface phenomenon gradually increased. And this question in turn cause great risks on the use of the road. Therefore, the need for timely conservation of asphalt pavement maintenance, maintenance and when to start, when to conservation, this issue needs to be based on road usage is determined, however, this condition is required in accordance with the residual fatigue life of bituminous material to decide .

Therefore, the study on the fatigue life of asphalt pavement material remains extremely important and imperative. The main contents of this study was from Hankou - Shiyan highway road asphalt pavement random drilled core samples to study the residual fatigue life, at home and abroad through a lot of reading materials on fatigue life of asphalt pavement material remains related papers , journals, etc., combined with laboratory conditions, chose to use the indirect method to draw the residual fatigue life doing research on the core.

The method of indirect tensile test method, by core samples of the asphalt pavement surface, applying a pulse frequency of 100 the size of the constant stress. The material continuously in a cycle of stress, until the material is pressed down. The main method of this study is part of the same samples by applying different stress. By cycles comparative materials in order to achieve the test contrast effect, indirectly reflects the residual life of the material; for samples with different parts of the sections, the same applied stress, by test cycles material, through cycles contrast material, indirectly the sample reflects the residual fatigue life of different sections of the site; Finally, according to two different sections of the sample between the control portion of the sample size and the amount of stress through its cycles, the residual fatigue life of the material to reflect the relationship between the two sections .

After passing through a series of experimental tests, I got two sections, different parts of the total number of stress cycles eighteen samples, by comparing the results of the above methods, the following conclusions: with the same link between the product, the more stress is applied when large, the smaller the number of cycles the material can experience; the same material rutted roads in parts of the sample residual fatigue life shortest; residual fatigue life K1425 material link between the two sections of the road than K1405.

key words: Asphalt; highway; residual fatigue life; indirect stretching method

目录

摘要 III

目录 V

第一章 绪论 1

1.1沥青路面概述 1

1.2国内外现状 2

1.3试验方法的选取和试验步骤 2

第二章 数据处理 4

2.1材料试验循环次数数据 4

2.2样品的疲劳次数与形变量曲线 5

2.3样品的疲劳点 17

2.4以疲劳点Na和σ取对数后计算疲劳公式 18

第三章 数据分析 22

3.1同应力条件下的分析 22

3.2同部位的分析 24

3.3同路面间样品的分析 28

3.4两路面间样品的分析 30

第四章 结论 31

参考文献 32

致谢 34

第一章 绪论

随着时代的进步，我们国家在基础设施建设这方面的投入近一步的增加，使得公路交通行业的发展迅速增加，这是因为，公路交通是衡量一个国家现代化水准的标志，同时也是为社会发展，人民生活和国民经济做服务的基础设施。为了进一步提升高速公路与城市道路的质量，以达到安全，舒适，快速，耐用的目标，我国开始大量建设沥青公路。由于沥青公路具有以下良好的性能：具有优秀的力学性能，能够很好地承受过往车辆碾压所带来的应力破坏；故而能保证行车的安全与舒适；具有高度减震性，能保证汽车快速，平稳的行驶而无噪声等等良好优势，故而沥青公路在整个中国公路网中占得比例约70%以上，已经成为最为普遍的公路主要存在形式。由于一条高速公路的跨度，覆盖面往往十分广，工程量十分巨大。一条高速公路覆盖距离可以达到数十甚至数百公里，受到沿途气候，土壤等环境的影响，可能导致路面的质量参差不齐。同样，由于路面的结构原因，各层是由不同的材料组成，各层的工艺水平要求也不尽相同，这就导致了路面的质量有好有坏。虽然近年来，我国在沥青公路方面投资增加，研究力度，研究水平，施工工艺等方面显著提升，但仍然有很多公路在投入使用后的很短时间内便出现损坏，严重影响使用性能，这一问题又将对路面的使用造成极大的隐患。故需要及时的对沥青路面进行养护保养，而什么时候开始保养，什么时候需要养护，这一问题就需要根据路面的使用情况来判定，然而这一条件则需要根据沥青材料的残留疲劳寿命来决定。故而，我们此次试验的主要目的就是测试从汉口-十堰路段取下来的样品的残留疲劳寿命。国内外大量学者在沥青路面残留疲劳寿命研究方面做出巨大的贡献。特别是在沥清路面的开裂原因与裂缝分析及其防治方面做出了大量的贡献，为达到对沥青路面残留疲劳寿命的研究，我们此次的试验将借鉴这些学者的研究成果，考虑实验的可行性与种种条件，结合我们现有的条件，此次试验我们将采取间接拉伸法来测试汉口-十堰路段的样品残留疲劳寿命。

1.1沥青路面概述

由于沥青路面具有较高的稳定性、优良的抗滑性以及优秀的强度，故被广泛用于城市交通和高速公路。虽然，近年来我国在基础设施建设上的投入日益增加，沥青公路的发展十分迅速，但工程质量还有许多不尽人意的地方。同时，随着我国国力的迅速增加，经济迅速发展吗，交通量显著增加，车辆超载现象也十分严重，再加上受到路面结构，周围环境，气候，土壤等多方面因素的影响。导致路面往往会受到不同程度的损伤，这将直接影响道路的使用寿命，影响过往车辆的行车安全。为了避免安全隐患的发生，我们要时刻了解路面的使用状况。而要达到这一目的，我们需要时刻掌握沥青路面的材料残留疲劳寿命，即掌握路面的使用状况，还能了解对路面造成损伤的主要原因，以便我们在今后建设更好的，更稳定的，抗滑性更强，更高强度的沥青公路。为国家道路建设，经济发展做出更大的贡献。

1.2国内外现状

材料在疲劳破坏前所经历的应力循环次数成为疲劳寿命，而材料残留疲劳寿命是指从已经铺好的沥青路面截取一段材料用以测试其所剩余的疲劳寿命^{[9, 10]}。随着沥青路面的广泛应用和施工技术水平的逐渐成熟，需要在保证工程的安全和质量的前提下，尽量提高其使用性能和耐久性。为了提升路面的使用性能和那就行，不仅可以在混合料的配方方面入手，还可以从沥青公路的后期养护着手，通过研究沥青混合料的残留疲劳寿命及其影响因素，为沥青路面的应用提供重要理论依据。并对沥青路面的设计和现场施工具有重要的指导意义，这就是我们此时研究的重要性。

对于沥青混合料路面的材料残留疲劳寿命研究工作，目前，国内外有大量的学者正在对其研究，并做出了大量的贡献，随着研究的进行，传统疲劳破坏理论逐渐完善，人们意识到，路面内部结构的破坏，主要是因为过往车辆造成的载荷在材料中引起的重复加载应力超过了路面混合料的抗拉强度而发生的。