Abstract ：

疲劳开裂是沥青路面的主要病害之一,其产生与发展直接制约着道路基础设施生命周期的服役水平与行车舒适安全.近年来,沥青疲劳特性及其对路面抗疲劳性能的贡献日益得到关注,聚焦和解析沥青尺度的疲劳与断裂特性对我国未来沥青路面实现长寿命耐久服役具有重要意义.目前评价沥青疲劳与断裂性能的室内测评手段及数据建模分析方法较多,但尚未形成统一的测评技术体系.随着近年来的不断探索,在试验测评方法方面,逐渐形成了以线性振幅扫描试验为代表的沥青疲劳性能加速测评手段,且其与传统时间扫描疲劳试验均体现出较好的一致性;而在数据分析与建模方法方面,线黏弹特性、耗散能、虚应变能分析以及断裂力学相关方法被逐步应用,驱动沥青疲劳和断裂特性的评价与研究体系逐步从经验走向精准.本文主要从疲劳与断裂测评手段、损伤及失效行为特征判别、疲劳寿命预测方法三方面系统地梳理和归纳沥青疲劳与断裂特性研究方向的最新进展,同时分析了目前沥青尺度疲劳与断裂特性研究尚且存在的问题,展望了未来研究发展趋势,为我国抗疲劳长寿命沥青路面理论与技术的不断发展提供了参考.

Keyword ：

疲劳寿命 道路工程 疲劳 断裂 沥青 失效准则

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基于塑性损伤控制、耗能元件可更换以及抗侧刚度分离等设计理念,提出了一种附加抗侧耗能装置的可恢复功能装配式柱脚节点,由底部铰接方钢管柱与抗侧耗能装置通过高强螺栓群拼装而成.为考察柱脚节点的抗震性能、震后修复性能以及低周疲劳性能,对3个边柱柱脚节点和1个中柱柱脚节点进行拟静力试验研究,获得了滞回曲线、骨架曲线、应力变化曲线、延性及耗能能力等性能指标.研究结果表明:柱脚节点具备良好的承载能力、耗能能力、抗震性能及震后修复性能,可以将结构的塑性损伤集中于抗侧耗能装置处,震后只需更换柱脚的抗侧耗能装置及高强螺栓即可恢复节点的使用功能;修复后的柱脚节点具备与原节点相似的力学性能,为多次修复提供了可能性;同时,柱脚节点经过30次循环低周疲劳加载后性能稳定,附加抗侧耗能装置可以作为位移相关型阻尼器使用;中柱柱脚节点的抗震性能相较边柱柱脚节点更佳,但应保证方钢管柱节点域处的焊缝质量.

Keyword ：

装配式柱脚节点 抗侧耗能装置 抗震性能 可恢复功能

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本发明提出了一种含动态共价键结构的聚氨酯改性沥青材料，其原料组分包括基质沥青70份～90份、异氰酸酯预聚体8份～29份、动态交联剂0.5份～5.0份、普通交联剂0.3份～1.5份、催化剂0.01份～0.1份；动态交联剂为含有动态键的双/多活性端基化合物，或与异氰酸基反应生成动态键基团的多官能团化合物。本发明还提供了含动态共价键结构的聚氨酯改性沥青材料的制备方法。综上，本发明含动态共价键结构的聚氨酯改性沥青材料具有优良的低温性能与抗疲劳性能、主动愈合的能力和良好再生性能。

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具有应变硬化和多裂缝扩展特性的水泥基复合材料,适用于承受疲劳和冲击等动载的工程领域,有利于提高结构的基本力学性能、疲劳寿命和耐久性.高性能混凝土、高性能水泥基复合材料是建设长寿命桥梁结构的理想材料.为了合理使用高性能水泥基复合材料等新型材料,对高性能水泥基复合材料在桥梁工程和吊车梁中的应用状况、基本力学性能、疲劳特性试验研究和疲劳寿命预测模型等进行了梳理,重点关注了高性能混凝土、高性能水泥基复合材料组份及配合比设计、高性能水泥基复合材料在桥梁工程中的应用现状、混杂纤维高性能水泥基复合材料受弯构件的基本力学性能和疲劳破坏特征、高性能水泥基复合材料的疲劳破坏机制、疲劳寿命预测模型和疲劳设计方法等国际前沿问题的最新研究进展,分析了当前研究中存在的问题,展望了今后拟关注的研究重点.结果表明:今后拟开展的研究工作包括,需要在大量试验研究和理论分析的基础上,明确水泥基复合材料的疲劳损伤机理,建立具有物理基础的疲劳损伤演化模型,提出基于疲劳损伤本构模型的寿命预测方法,以丰富和发展仅仅基于试验的统计意义上的疲劳方程式和疲劳设计方法,为工程应用提供理论支持.

Keyword ：

疲劳损伤 纤维 桥梁工程 综述 水泥基复合材料 疲劳 疲劳寿命预测

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碳纤维增强复合材料(CFRP)作为一种新兴的建筑材料,由于具有质量轻、抗拉强度高、抗疲劳性能好、耐久性能佳等优点,受到广大土木工程人士的喜爱.现如今,钢制缆索普遍存在耐腐蚀性和抗疲劳性能差、承载力不足、温度变形大等问题.若将特殊工作环境中的钢制缆索替换为CFRP拉索,不但能解决钢制缆索的结构耐久性问题、提升桥梁的综合性能,而且能使桥梁结构变得更加轻盈和美观.首先介绍了纤维增强复合材料(FRP)的特性、分类及其主要生产工艺,然后介绍了 CFRP索支桥梁结构的分类、重点研究成果及其工程应用,最后对CFRP索支桥梁结构的发展前景进行了展望.

Keyword ：

碳纤维增强复合材料 CFRP拉索 桥梁结构 CFRP拉索的锚固形式

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为实现震后快速修复,提出一种翼缘盖板外置型可恢复功能装配式钢框架,由带悬臂梁段圆钢管柱、中间梁段及两者之间的梁柱节点连接装置组成.该框架拟通过节点域翼缘盖板的塑性变形或滑移进行耗能,从而确保梁柱等主要构件保持弹性,实现框架的震后快速修复.通过对4榀框架的低周循环荷载试验,分析框架的承载能力和破坏模式、研究翼缘盖板厚度、单侧螺栓列数、初始残余变形以及加载制度等因素对框架抗震性能的影响规律.结果表明:提出的装配式钢框架具有良好的承载能力和耗能能力,加载过程中框架的塑性损伤主要集中在翼缘盖板,具备震后快速修复的必要条件;经过多次修复且带有残余变形的钢框架极限荷载较原框架降低约0.1％,总耗能量降低约1.08％,仍然具有良好的承载与耗能能力;钢框架平均单次加载循环耗能量降低约0.8％,低周疲劳性能稳定,具有良好的抵御余震能力.

Keyword ：

抗震性能 可恢复功能 翼缘盖板外置 残余变形 装配式钢框架 低周循环加载

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主要研究桥上CRTSⅡ型底座板在列车荷载、温度荷载、桥梁变形共同作用下的疲劳时变可靠性.为探讨列车荷载、温度梯度、桥梁变形的作用效应,依据CRTSⅡ型底座板混凝土、钢筋的疲劳性能,建立列车荷载、温度荷载、桥梁变形共同作用下的CRTSⅡ型底座板混凝土弯压和钢筋弯拉时的疲劳时变极限状态函数,分析混凝土疲劳强度、温度梯度、混凝土疲劳弹性模量、桥梁变形曲率、模型不确定系数、列车荷载产生弯矩的统计特征,采用PHI2方法开展底座板疲劳时变可靠性分析,并与传统时点可靠度方法的分析结果做对比,探讨底座板疲劳时变可靠指标对列车荷载、温度梯度、桥梁变形曲率的敏感性.研究结果表明:在底座板服役期内,底座板轨下截面处的混凝土弯压和钢筋弯拉的疲劳时变可靠指标均满足规范要求;传统时点可靠度方法求得的可靠指标偏大,给CRTS Ⅱ型轨道结构营运带来安全隐患;桥梁变形曲率的变化对疲劳可靠指标的影响最大,列车荷载的影响相对较小,温度梯度对可靠指标几乎无影响;荷载参数的均值大于变异系数对可靠指标的影响.研究成果可辅助确定CRTS Ⅱ型底座板养护维修的时间和方式,为高速铁路结构的运维提供理论参考.

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时变可靠性 疲劳失效模式 极限状态函数 CRTS Ⅱ型底座板 灵敏度分析

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一种透射电镜中原位测量一维纳米材料疲劳性能与微观结构相关性的装置及方法，属于纳米材料显微结构原位测试及表征技术领域。包括芯片部分，支撑部分和操控电路三部分。支撑部分为安装在透射样品杆上的支架和排线，电路部分为与芯片链接的导线和能够施加不同波形、可变电压与可变频率的电源。本设计突破了传统的机械应力驱动疲劳性能的测试方法，利用电压形成的电场并通过调节电压的大小和频率，实现不同振幅和周期的可控调节，使一维纳米材料在电场中发生振动实现疲劳性能的测试；同时利用透射电镜原位观察一维纳米材料疲劳实验过程中原子层次微观结构的演变过程，直接建立疲劳性能与微观结构的相关性。

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本发明属于隧道施工技术领域，具体的说是一种采用FRP网格和混凝土UHPC加固隧道的方法及其装置，具体实施步骤包括：工厂制备FRP网格；在隧道管片内表面进行清理、凿毛处理；在凿毛后的内弧面安装FRP网格；用螺栓固定好FRP网格并预留一定间隙；浇筑超高性能混凝土；喷水养护；充分利用了FRP网格轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳性能好和超高性能混凝土强度高、刚度大、耐久性好、界面粘结性强、渗透性低、抗火性能良好的特点。FRP网格内嵌于超高性能混凝土UHPC中，利用超高性能混凝土UHPC抗裂性能好的特点，可以有效地防止FRP网格老化。该加固方法工艺简单，成本较低，可在较短时间内完成加固，有效改善隧道衬砌损伤部位的受力性能，提升衬砌承载力与耐久性。

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本发明公开了一种考虑带宽影响的多轴随机振动寿命预测方法，涉及到宽带随机振动试验的数据采集、处理及寿命计算，属于材料在随机振动载荷下的疲劳性能领域。本发明修正了频域等效von Mises应力法在宽带情况下的误差，通过添加带宽影响因子提出了改进的von Mises等效准则，来更好地估算在宽带情况下的损伤，使铝合金在宽带多轴振动下疲劳寿命预测更加准确。

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