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2002年度・AAPT・アスファルト舗装技術目次へ
技術セッション 09

High Temperature Fatigue and Fatigue Damage Process of Aggregate-Asphalt Mixes

骨材-アスファルト・混合物の高温時の疲労および疲労破損過程

Bor-Wen Tsai , John T. Harvey and Carl L. Monismith

Abstract

 高温疲労という用語は、長らく機械工学において金属物の寿命を限定する重要な現象として扱われてきた。アスファルト舗装はカリフォルニア気候を有する地域では、ルーチン的に高温に遭遇するのであるが、この現象についての研究はほとんどされてこなかった。 本論文では、通常の四点載荷の疲労試験のセットアップの下のアルミ板を置いて試験中の温度によって引き起こされるクリープを防ぐようにして、上方向に曲げ荷重をかけた。
 クラックの始まりについては、どの温度、あるは試験条件でもWeibullの推計モデルが、疲労破損過程を表すのことに成功した。このWeibullの生存の比例的危険モデルは、さまざまなひずみ条件、温度、および材料の変化させて行った試験をとりまとめて、単一の回帰式にする道具として用いた。この回帰式を疲労破損の評価の道具として用いた。Weibullの手法と、多層弾性理論のサブルーチンを引っ張りひずみの計算に用いて、動的、かつ回帰的疲労シミュレーションのプログラムを開発した。 このWeibullの促進疲労時間モデルを、実験室の試験結果と現場での疲労状況との避けられない境界条件の差を考慮に入れた修正係数の推定に利用した。
 Weibullの動的アプローチの手法を検証するため、連邦道路局(FHWA)は、WesTrackの実大促進舗装試験計画を推進した。これは各種の混合物、交通量、舗装温度、実験室の試験結果などのデータのみならず、疲労状況の調査結果などを提供するものである。コンピュータによるシミュレーションの結果をWesTrackの状況調査の結果と突き合わせて、Weibullの動的アプローチの手法が、現場での疲労状況に関する予測に適用できるかを確認した。