(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211253354.8 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 淮安市博彦土 木工程科学研究院有 限公司 地址 223000 江苏省淮安市清 浦工业园枚 乘西路118号 (72)发明人 陈星宇　房辰泽　祁红　许继法　 陈伟　何梓健　王昊鹏　蒋继望　 陈辉　陈胜　 (74)专利代理 机构 南京业腾知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 32321 专利代理师 缪友益 (51)Int.Cl. G16C 60/00(2019.01) G06F 30/20(2020.01)G06F 119/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑加载次序的沥青混合料疲劳寿命 预测方法 (57)摘要 本发明公开一种考虑加载次序的沥青混合 料疲劳寿命 预测方法， 包括对沥青 混合料进行恒 幅和变幅加载疲劳试验， 通过确定变幅加载下二 级加载寿命分数与一级加载寿命分数的关系， 建 立考虑加载次序的疲劳寿命预测模 型。 本发明的 预测方法可反映车辆行驶次序对路面结构疲劳 损伤的影 响， 提升变幅加载下路面服役寿命的预 测精度， 为沥青路面的科学管理提供依据， 有良 好的经济性和可操作性。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115527639 A 2022.12.27 CN 115527639 A 1.一种考虑加载次序的沥青混合料疲劳寿命预测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1、 建立变幅加载 下的沥青混合料二级加载寿命分数 预测模型： 对沥青混合料进行恒幅和变幅加载疲劳试验， 确定恒幅加载下的沥青混合料疲劳损伤 模型， 以及变幅加载下 的沥青混合料疲劳损伤等效， 并基于损伤等效准则 建立考虑加载次 序的沥青混合料二级加载寿命分数 预测模型； S2、 建立考虑加载次序的沥青混合料疲劳寿命预测模型： 拟合二级加载寿命分数预测模型确定加载次序参数， 并确定恒幅加载下的沥青混合料 疲劳寿命预测模型， 最后根据获得的加载次序参数和恒幅加载下的沥青混合料疲劳寿命预 测模型， 建立考虑加载次序的沥青混合料疲劳寿命预测模型， 进行沥青混合料疲劳寿命预 测。 2.根据权利要求1所述的考虑加载次序的沥青混合料疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 步骤S1中确定恒幅加载 下的沥青混合料疲劳损伤模型的具体方法为： 分别选择高荷载幅值σhigh和低荷载幅值σlow作为恒定荷载幅值σ， 进行恒幅加载疲劳试 验； 选择Chaboche损伤模型， 表征恒幅加载下沥青混合料疲劳损伤的演化规律， 如式(1)所 示： D＝1‑[1‑(N/Nf)1/(1‑α )]1/(1+β )                    (1)； 式中， D为沥青混合料损伤变量； N为荷载循环次数； Nf为疲劳寿命； α 为依赖于温度和荷 载幅值的模型参数； β 是依赖 于温度的模型参数。 3.根据权利要求2所述的考虑加载次序的沥青混合料疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 步骤S1中变幅加载 下的沥青混合料疲劳损伤等效的具体方法为： 选择低‑高和高‑低两种加载次序， 进行变幅加载疲劳试验； 试验过程包括采用一级应力幅值σ1进行N1次的一级加载； 然后采用二级应力幅值σ2进 行N2次的二级加载至疲劳破坏； 基于损伤等效准则， 将σ1作用N1次产生的疲劳损伤， 等效为σ2作用N2’次产生的损伤， 如 式(2)所示： D( σ1,N1/Nf1)＝D( σ2,N’2/Nf2)                       (2)； 式中， Nf1为荷载幅值σ1对应的恒幅加载疲劳试验疲劳寿命； Nf2为荷载幅值σ2对应的恒 幅加载疲劳试验的疲劳寿命， 且 满足Nf2＝N2+N2’。 4.根据权利要求3所述的考虑加载次序的沥青混合料疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 步骤S1中建立 考虑加载次序的沥青混合料二级加载寿命分数 预测模型的具体方法为： 根据损伤等效， 将式(1)代入式(2)， 并令加载次序参数γ＝(1 ‑α2)/(1‑α1)， 即得到二级 加载寿命分数 预测模型， 如式(3)所示： 式中， α1为荷载幅值为σ1的恒幅加载疲 劳试验的α； α2为荷载幅值为σ2的恒幅加载疲 劳试 验的α； N1/Nf1和N2/Nf2分别为一级加载寿命分数和二级加载寿命分数。 5.根据权利要求4所述的考虑加载次序的沥青混合料疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 步骤S2中确定加载次序参数γ的具体方法为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115527639 A 2采用式(3)拟合 N1/Nf1‑N2/Nf2曲线， 确定不加载次序下的γ： 式中， γlow‑high和γhigh‑low分别为低 ‑高和高‑低两种加载次序的加载次序参数。 6.根据权利要求5所述的考虑加载次序的沥青混合料疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 步骤S2中确定恒幅加载 下的沥青混合料疲劳寿命预测模型的具体方法为： 采用如式(6)所示的常用疲劳方程拟合试验数据， 得到恒幅加载下的疲劳寿命预测模 型， 如式(7)所示： lgNf＝a+blgσ                                  (6)； Nf＝10exp(a+blgσ )                              (7)； 式中， Nf为疲劳寿命； a和b为模型参数； σ 为应力幅值。 7.根据权利要求6所述的考虑加载次序的沥青混合料疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 步骤S2中建立 考虑加载次序的沥青混合料疲劳寿命预测模型的具体方法为： 建立沥青混合料在低 ‑高和高‑低加载次序下的疲劳寿命预测模型， 分别为式(8)和式 (9)： 式中， N1为一级加载的循环次数； σlow和σhigh分别为低荷载幅值和高荷载幅值； 由式(8)和式(9)进行沥青混合料疲劳寿命预测。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115527639 A 3