| 摘 要： | 为探明沥青路面服役状态早期性能演变机理,通过定义沥青路面非显性结构完整性的基本内涵,从微细观界面参数性能及亚临界裂纹的混沌演化角度,对沥青路面的非显性失效做出评定。考虑沥青与集料的细观界面过渡区界面厚度D、界面弹性模量E和界面强度F为非显性结构完整性直接参数,进行量纲一化处理,研究直接参数变化对沥青路面衰变的微细观影响。同时以细观尺度裂纹尖端J积分为间接参数,确定衰变加速与裂纹失稳扩展的临界状态。在实际算例分析中,将细观尺度下的沥青混合料简化为粗集料、沥青砂浆和界面组成的三相复合材料参数。基于跨尺度分析机理与主-子模型位移传递方法,建立了宏观-细观有限元模型,考虑500次循环车轴荷载作用时沥青路面局部细观力学响应,选取了4处细观区域进行研究。初始设定量纲一化后单项参数D]~′与F]~′阈值为20%,E]~′的阈值为10%,超过单项阈值即可对界面性能产生一定影响。并采用相关算例实现了微裂纹萌生和动态演化模拟扩展过程,为非显性结构完整性的间接参数J积分评价提供了前置要素。结果表明:直接参数变化量超限度ΔZ]~′15%时,界面将产生非显性失效;即使不考虑直接参数与间接参数耦合作用,单一参数超限度会对直接参数变化量ΔZ失效产生直接影响,ΔZ失效严重度受各项参数叠加影响;断裂韧度J_C与ΔZ呈负相关,当ΔZ从5.32%增加到28.51%时,相应J_C从1.725下降到0.724 kJ/m~2,即随着路面非显性结构失效情况加剧,沥青混合料界面性能下降,其断裂韧度也相应降低。基于双判据准则可以初步揭示直接参数与间接参数的影响效应,进而为沥青路面的非显性结构完整性失效评定提供支撑。该研究可为沥青路面早期失效拐点判定与预防性养护提供参考。
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