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沥青混凝土路面裂缝将导致沥青路面受到更多地雨水侵蚀、阳光辐射等外界条件的影响。我国现行沥青路面设计规范使用低温开裂指数作为沥青路面设计指标,该指标没有明确给出沥青路面裂缝的量化指标。断裂力学R-曲线方法是现阶段研究材料开裂的重要方法,在众多材料领域的断裂分析都有较好的适用性。构建R-曲线需要量化裂缝的扩展,本研究使用数字图像技术(DIC)测量沥青混凝土裂缝扩展过程中的位移。相对于位移传感器,DIC技术具有非接触式、全场式以及拥有后处理能力等优势,因此本文应用DIC全场式位移测量技术可精确捕捉沥青混凝土材料裂缝尖端的断裂过程。提出开口位移矩阵的概念,基于开口位移矩阵进行位移分析并构建R-曲线。本文有如下三个主要研究内容:(1)选用半圆弯曲试验进行沥青混凝土开裂特征研究,分析沥青种类、试验温度、加载速率以及集料尺寸等试验变量对沥青混凝土开裂特征的影响。(2)应用DIC技术对试验试件进行位移测量,将该技术所得数据与位移传感器数据进行对比,验证了数字图像技术的准确性与半圆弯曲试件的可行性。图像后处理阶段对选取点进行位移分析,并进行方差分析。(3)基于DIC技术提出开口位移矩阵概念,从中选取裂缝量化指标,依此构建沥青混凝土的R-曲线。R-曲线的应用深化了沥青混凝土开裂特征研究。经研究,得出了以下三点主要结论:(1)选用半圆弯曲试验研究沥青混凝土的开裂特征比较可行。沥青种类、试验温度、加载速率以及集料尺寸影响沥青混凝土内聚力区的变形,裂缝尖端处内聚力区的变形使得沥青混凝土开裂特征复杂化。(2)内聚力区变形与裂缝关系紧密,裂缝启裂是内聚力区变形累积的结果。通过取点位移曲线分析可大致得到内聚力区横向尺寸在ODM(5,0)范围内。由于内聚力区的位置随裂缝的扩展而移动,因此纵向尺寸有待进一步研究。(3)试验变量对R-曲线的影响较大,断裂能速率比断裂能更能反映试验变量对沥青混凝土开裂的影响。通过对本文选取点各项指标的方差分析可知,ODM(5,0)比CTOD更能反映试验参数对沥青混凝土开裂特征的影响。