无缝式伸缩缝的性能标准

根据由张和Cebon（ 1997b）在纯沥青上进行的断裂试验报道，拉伸断裂发生在一个特定的应力范围与温度和应变率无关，除非特别慢的应变速率。拉伸断裂应力范围由张和Cebon（ 1997b）确定为1–3 MPa。基于这一发现，假定用拉伸主应力大小来衡量产生开裂破坏的潜能；这个数值越高，直接或疲劳开裂的倾向更高。换句话说，这个实验中的裂纹相关的失效的性能参数就是在临界位置的最大主应力。

在缓慢加载速率的情况下，蠕变破坏在应力达到临界值之前发生，因为粘性流动约束的应力增加。在这种情况下，应变为基础的标准失效。哈维和Cebon（ 2003）将拉伸破坏应变分为三个阶段：韧性，过渡，和脆性破坏。测得的拉伸破坏应变的韧性破坏区域大于1，并在脆性破坏区域，破坏应变约为0。1。当应变速率很高或者材料的温度低于玻璃软化温度时会发生沥青脆性破坏，在这些情况下，应力准则控制失效。基于哈维和Cebon （2003）的数据，假设由高拉伸主应变的大小来衡量产生延性断裂的潜能。如上所述，在临界位置上的最大主拉伸应变也被认为是一个性能参数。

除了开裂，由于热运动引起的过度变形会导致APJ功能性失效，例如，由于APJ的过大变形引起的碰撞阻碍了伸缩缝转移交通顺畅的能力。颠簸降低行驶性能，和过量时，需要及时更换一个新的APJ。根据美国运输部门的一项调查显示，19毫米是允许的（布拉默尔等人，1999)。因此，“凸点尺寸”也是一个性能参数。

因为解释实际失效准则的困难，所以使用先前定义的性能参数代替在实际失效准则。在日常生活中APJs承受周期载荷的桥梁热运动。这些条件也因季节而异，因此难以量化。因此，本研究仅集中在一般情况下的性能参数上。虽然不适合明确的失效研究，它们对于比较和参数的研究很有用，并且用于本文。

无缝式伸缩缝的本构模型

图3。 双网络粘塑性材料模型

作为一种粘性，温度相关的材料，沥青在高应变率或冷的温度的反应比慢应变速率或高的温度下反应更硬、更强。因此，在这个实验中使用的模型是一个时间和温度依赖性模型。图3示出了本文所用的粘塑性模型的示意图。该模型有两个平行网络：弹塑性网络和弹性粘性网络。假设材料的各向同性和总应力（σt）是分成两个部分弹塑性网络（σEP）和粘弹性的网络（σEV）。对应于这些应力应变的是ξEP和ξEV_s+ξEV_d，其中ξEV_s是弹簧的弹力和ξEV_d粘滞阻尼器的应变。σy和E’EP是弹塑性网络的屈服应力和硬化模量。弹塑性网络（σEP-ξEP的关系）是理想的弹塑性随动强化，而线性弹性本构关系适用于粘弹性网络（σEV-ξEV-s）关系中的弹性。 如果EEP和EEV是每个网络的弹性模量，EEP +EEV是系统的瞬时弹性模量（Ei）。EEP对EEV的比例由松弛试验确定。系统的Ei随着温度的变化而变化。在布拉默尔等人（1999）对APJ材料的试验数据表明，主要变量之间的关系可以表示为：

  一个广义综合时变非线性粘性沥青模型由来自剑桥大学的Cebon和他的同事提出。基于各种对于纯沥青的单轴拉伸实验（张和Cebon1997b）以及对沥青混凝土在大范围的温度、应力、应变率的变化（德什潘德和Cebon1999，2000），张和Cebon（1997a）提出一套稳定状态下的应力和应变率之间的关系称为“变形机制图”。在恒应变率试验中高原应力水平称为稳态应力。类似稳态应力，稳态应变率是在恒定应变速率的蠕变实验中观察得到即恒定应力测试。一个关键特征由剑桥研究出的适用于各种沥青混凝土的参数是幂律模型（PLM）。德什潘德和Cebon（1999）描述的PLM是这样表示的：