作者长期聚焦于沥青材料与路面结构的疲劳耐久研究领域,先后主持或参与完成多个国家自然科学基金项目与交通运输部项目,通过持续的系统研究,取得了一定的进展与成果。其中,沥青路面疲劳分析的相关成果已纳入国家《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017),为沥青路面设计向长寿命、耐久路面设计方向发展提供了理论与方法。作者整合近20年的科研成果,撰写了《沥青混合料与沥青路面的疲劳耐久性》,期望《沥青混合料与沥青路面的疲劳耐久性》的研究方法和研究成果能为我国沥青混合料和沥青路面结构的耐久设计提供有价值的参考。
全书共分7章。第1章绪论,简要介绍了疲劳累积损伤理论、沥青混合料疲劳及沥青路面疲劳损伤研究的发展历史和应用现状。
第2章沥青混合料疲劳试验方法及其随机性,介绍了国内外沥青路面包括沥青混合料的典型疲劳试验方法,着重介绍了四点弯曲疲劳试验方法,以及因沥青混合料材料的非均匀性而产生的试验结果的随机性。
第3章基于数字散斑技术的疲劳开裂随机分析,将数字散斑相关方法与四点弯曲疲劳试验结合起来,通过对沥青混合料疲劳断裂过程区疲劳变形的细观分析,开展了对沥青混合料疲劳裂纹扩展路径的随机性分析。
第4章基于CT与数值分析方法的疲劳损伤研究,介绍了利用高精度工业CT扫描结合数字图像技术获取沥青混合料三相细观结构,结合微观结构数值模型和三相体本构模型,建立体现沥青混合料三相微观结构的有限元模型,分析不同级配、不同砂胶成分、温度与频率等因素对沥青混合料疲劳特性的影响规律。
第5章沥青混合料疲劳失效机理,介绍了沥青混合料疲劳失效机理的研究方法,结合四点弯曲疲劳试验及弯拉强度试验,从沥青混合料疲劳损伤阈值和统计断裂力学角度研究了沥青混凝土疲劳失效机理。
第6章随机荷载下沥青混合料的累积损伤规律,主要介绍了不同加载方式下的四点弯曲小梁疲劳试验,研究了沥青混合料性能指标参数的变化规律,开展了基于劲度模量衰减的与加载历史及次序相关的沥青混合料非线性疲劳损伤研究。
第7章基于随机疲劳的沥青路面结构疲劳分析,介绍了实验室-现场疲劳关系的分析成果,对北京ALF,UCPRC HVS,WesTrack,MnRoad,NCAT环道等国内外试验路进行了现场沥青路面疲劳开裂特性分析,以及疲劳预估模型的构建与验证,据此提出了采用力学一经验法的沥青层疲劳损伤分析评价体系。