[发明专利]一种简单应力状态下沥青混合料疲劳寿命预估方法

权利要求书

1.一种简单应力状态下沥青混合料疲劳寿命预估方法，其特征在于，所述疲劳寿命预估方法具体包括如下步骤：

(1)、通过不同加载速度下的强度和疲劳试验，建立单向应力状态下沥青混合料疲劳特性的归一化模型，所述单向应力状态是直接拉伸、单轴压缩、间接拉伸中的一种应力状态；

(2)、根据步骤(1)中不同加载速度下的单向应力状态的强度和疲劳试验，确定应力水平和加载速率；

(3)、根据步骤(2)中确定的应力水平和加载速率，进行其他应力状态下的强度试验，得到剪应力强度比；

(4)、将步骤(3)中得到的剪应力强度比代入步骤(1)中得到的单向应力状态下沥青混合料疲劳特性的归一化模型，得到简单应力状态下沥青混合料疲劳寿命预估结果。

2.根据权利要求1所述的一种简单应力状态下沥青混合料疲劳寿命预估方法，其特征在于，所述不同加载速率的强度试验和所述对应应力水平的疲劳试验，其试验温度为15℃±1℃。

3.根据权利要求1所述的一种简单应力状态下沥青混合料疲劳寿命预估方法，其特征在于，所述强度试验中，采用Desai屈服面响应函数确定不同应力状态屈服面函数坐标，从而得到不同加载速率下沥青混合料强度屈服面。

4.根据权利要求3所述的一种简单应力状态下沥青混合料疲劳寿命预估方法，其特征在于，单向应力状态条件下，Desai强度屈服面的表达式为：

即：

式中：I₁为应力张量第一不变量；为偏应力张量第二不变量，P_a为大气压力，γ,R为模型参数。

5.根据权利要求1所述的一种简单应力状态下沥青混合料疲劳寿命预估方法，其特征在于，所述疲劳试验中，沥青混合料未施加荷载之前对应屈服面坐标原点O；初始应力状态对应屈服面坐标C点；疲劳失效对应屈服面坐标破坏点D。

6.根据权利要求5所述的一种简单应力状态下沥青混合料疲劳寿命预估方法，其特征在于，沥青混合料强度屈服面中，OC与OD的比值表征了沥青混合料的抗疲劳破坏能力；同时，从剪应力出发，C点纵坐标与D点纵坐标的比值同样反映了沥青混合料的抗疲劳破坏能力。

7.根据权利要求6所述的一种简单应力状态下沥青混合料疲劳寿命预估方法，其特征在于，所述抗疲劳破坏的能力表示：

或

二者表示同一物理意义，进行联立，得到

上式Δ表征疲劳试验时初始应力状态点与其对应的抗力的相对大小，对应不同的应力水平，不同应力水平有不同的疲劳寿命，通过建立Δ与疲劳寿命N_f的对应关系，得到简单应力状态下沥青混合料的疲劳方程：

式中r₂为疲劳方程拟合参数。

8.根据权利要求7所述的一种简单应力状态下沥青混合料疲劳寿命预估方法，其特征在于，所述三种简单应力状态下的沥青混合料疲劳方程是统一的，即只需要建立一种简单应力状态沥青混合料疲劳方程，便可外推其他两种简单应力状态下沥青混合料疲劳寿命。