AC-13沥青混合料损伤比强度理论及车辙现象预测

作     者：吴霞 丁发兴 聂磊鑫 

作者机构：中南大学土木工程学院 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51978664) 中南大学中央高校基本科研业务费专项资金资助(2022ZZTS0603) 

主　　题：沥青混合料 强度理论 损伤比 多轴应力 车辙 

摘      要：高级路面结构主要采用沥青路面，其在交通荷载和环境温度作用下处于复杂三轴应力状态，导致车辙现象经常发生，目前为止很少有人用强度理论来解释车辙现象。为此，课题组尝试将单元体应变分解假设和相对耗能率求极值计算模型下的损伤比强度理论应用于AC-13沥青混合料的多轴强度预测和车辙现象预测。基于三轴受压下沥青混合料强度包络面基本特征，参考轻骨料混凝土受拉损伤比参数取值，根据AC-13沥青混合料多轴试验数据推荐了损伤比变量中5个经验系数取值，形成了沥青混合料损伤比强度理论。分析表明不同温度下的AC-13沥青混合料无量纲三轴强度变化规律一致，提出的强度理论强度预测结果与不同温度下AC-13沥青混合料的多轴强度试验结果吻合良好。随后根据沥青混合料损伤比多轴强度理论，建议了围压三轴和二轴强度损伤比强度理论的“简化形式并推荐了理论中各经验系数取值，合理预测了不同温度下AC-13沥青混合料的围压三轴和二轴强度特性。分析结果表明，围压三轴下沥青混合料侧压系数为2.6，处于轻骨料混凝土和普通混凝土之间，二轴等压与单轴抗压强度比值为1.38。损伤比强度理论揭示了车辆重载下沥青路面承受三轴高压应力状态，使得八面体剪应力值为0而呈现塑性流动，从而导致路面出现车辙的现象。