纤维增强水泥稳定粉煤灰骨料在循环间接拉伸载荷作用下的疲劳行为

《Journal of Road Engineering》：Fatigue behaviours of fiber-reinforced cement-stabilized fly ash aggregate under cyclic indirect tensile loading

　　桑杰布·库马尔·莫汉蒂（Sanjeeb Kumar Mohanty）| 迪普蒂·兰詹·比斯瓦尔（Dipti Ranjan Biswal）| 布伦达班·贝里哈（Brundaban Beriha）| 贝努·戈帕尔·莫哈帕特拉（Benu Gopal Mohapatra）| 拉马昌德拉·普拉丹（Ramachandra Pradhan）
奥里萨邦政府农村连通性培训与研究中心，布巴内斯瓦尔 751013，印度

**摘要**
高质量颗粒材料的短缺促使人们探索替代品，如粉煤灰（FA），这是一种燃煤电厂的工业副产品。在路面建设中使用粉煤灰可以减少对碎石骨料的依赖，节约能源并保护环境。然而，由于其细小颗粒导致在稳定处理后变得易碎，因此其在结构层（基层和底基层）中的应用受到限制。为了解决这个问题，在水泥稳定处理之前，将石粉（SD）和骨料（AG）与粉煤灰混合（称为FA-SA），以改善级配和强度。添加聚丙烯纤维（FI）可以增强加固效果并减少脆性。由于反复加载引起的疲劳破坏是稳定层的主要失效模式，因此开发疲劳性能模型对于基于机理的经验性路面设计至关重要。本研究通过循环间接拉伸试验研究了水泥稳定化的FA-SA混合物的疲劳性能。实验评估包括有无纤维加固的情况，内容涉及间接拉伸强度、弹性模量以及使用伺服液压测试机的疲劳行为。结果表明，强度经历了三个降低阶段，最终模量比初始模量降低了15%-30%，表明在应力控制条件下表现出脆性行为。基于应变的疲劳模型被建立，对于用4%-6%水泥和0.25%-0.35%纤维稳定的FA-SA复合材料，应变损伤指数范围为4.37至4.55。这些发现有助于更好地理解基于粉煤灰的稳定层的疲劳性能，从而支持可持续道路基础设施的设计。

**1. 引言**
工厂和城市的迅速发展推动了日常能源使用的持续增长。为了满足这一需求，我们大量依赖热电厂燃烧化石燃料来发电。但这些电厂会产生大量副产品，如粉煤灰和底灰（Hui等人，2025年）。根据印度中央电力局（CEA）的数据，2021-2022年间热电厂产生了2.7亿吨粉煤灰（CEA，2022年）。煤基电厂产生的大量粉煤灰在安全可持续储存方面带来了重大挑战。此外，粉煤灰中有毒金属的潜在渗出对环境构成严重威胁（Li等人，2025年；Liu等人，2024年；Pandey等人，2020年；Sarode等人，2010年）。这些综合问题迫切需要制定和实施有效的粉煤灰管理策略。印度环境、森林和气候变化部（MoEF，2016年）要求所有新建热电厂的粉煤灰利用率至少达到100%；然而，CEA（2022年）的数据表明，这一比率到2022年才能达到约95.95%。

粉煤灰的主要用途是制备各种建筑材料，如砖块、水泥和瓷砖（Ahmad等人，2022年；Ramesh等人，2025年）。除了在建筑材料中的应用外，粉煤灰还用于路堤填充和路面基层及底基层的土壤稳定（Chowdhury等人，2023年；Meskini等人，2022年）。碳化钙残渣与粉煤灰的混合物已成为一种可持续的土壤稳定剂，为波特兰水泥提供了有前景的替代品（Julphunthong等人，2024年）。除了粉煤灰外，其他灰分如棕榈油燃料灰和氧化铝废灰也被用作混凝土中水泥的部分替代品（Chub-Uppakarn等人，2023年；Sae-Long等人，2024年；Yan等人，2025年）。过去的研究还表明，木灰与粘土混合可用作土地填充物的底部衬层（Chub-uppakarn等人，2024年）。提高粉煤灰的岩土工程性能有望显著增加其在道路建设中的应用，而道路建设领域具有大规模使用粉煤灰的潜力。

未经处理的粉煤灰已被探索作为路面的替代基层/底基层材料（Ferreira等人，2003年；Li等人，2021年；Mulder，1996年），这可能带来经济效益。然而，粉煤灰中有毒元素的潜在渗出是一个重要问题，可能会污染周围土壤和地下水。当用水泥、石灰或石灰与石膏等稳定添加剂处理时，不仅可以提高粉煤灰的强度特性，还能降低其渗透性，从而增加刚度和弹性模量（Chowdhury等人，2023年；Ferreira等人，2003年；Ghosh和Subbarao，2006年；Pai等人，2021年；Patel等人，2019年；Singh等人，2008年）。此外，这种处理还可以减少粉煤灰中有毒元素的渗出，减轻其对环境的影响。Chompoorat等人（2021年）报告称，粉煤灰可用于生产可控低强度材料（CLSM），这是一种比传统道路基层材料更具成本效益的替代品。CLSM通常由高钙粉煤灰、钢渣、底灰骨料和碱溶液组成。与传统的路面材料相比，碱活化的无水泥CLSM在材料和生产方法上更加环保。Lav和Lav（2014年）研究了水泥或石灰稳定对粉煤灰作为路面材料弹性模量的影响，发现这两种方法都提高了粉煤灰的弹性模量，表明其在抗变形和抗疲劳方面有所改进。Kedar和Patel（2024年）研究了完全用稳定粉煤灰替代粒状基层（湿拌碎石WMM）的可行性，结果表明稳定粉煤灰的弹性模量比WMM高82%，永久应变低27%-32%。此外，对含稳定粉煤灰基层的路面截面的数值分析显示，其疲劳寿命增加了98%，抗车辙寿命增加了138%。Wei等人（2018年）发现，虽然石灰或水泥稳定提高了土壤的抗压强度，但也增加了脆性并降低了抗拉强度。然而，加入纤维可以减轻脆性并减少垂直和水平变形。这种强度的提升归因于纤维与土壤颗粒之间的界面摩擦以及纤维的空间约束效应。不过，过高的纤维含量可能会对强度产生负面影响。Wei等人确定最佳纤维含量为0.2%或0.25%，最佳纤维长度为样品直径的30%或40%。

虽然天然纤维（如棕榈纤维）也被用作水泥处理沙子的增强材料（Buathong等人，2023年；Chompoorat等人，2023年），但合成纤维（如聚丙烯、聚乙烯和尼龙）通常由于更高的抗拉强度和耐久性而优于天然纤维（Wei等人，2018年）。Kamilo?lu等人（2024年）进一步报告称，添加纤维不仅提高了碱活化粉煤灰稳定淤泥的延展性，还将剪切模量提高了30%，抗弯强度提高了6%。稳定粉煤灰为建筑应用提供了有前景的解决方案，但其中细小颗粒含量过高会导致其长期性能下降（Dimter等人，2011年）。研究表明，将粉煤灰与石粉混合可以改善整体颗粒分布，减少细小颗粒的数量，从而得到更强更硬的稳定混合物（Mohanty等人，2023a、2023b、2024年；Puppala等人，2012年；Shahu等人，2013年）。添加纤维是进一步减轻稳定混合物脆性的有效方法（Kumar和Singh，2008年；Vaidya等人，2013年）。研究表明，适量添加纤维可以显著提高稳定粉煤灰的间接拉伸强度（ITS）。因此，当前研究也考虑了添加纤维以增强稳定材料的延展性。

已有研究通过分析稳定粉煤灰的关键工程性能（包括无约束抗压强度（UCS）、抗剪强度、弹性模量、永久变形、耐久性和成本分析）对其在路面基层中的应用进行了深入研究。然而，一个关键方面——在反复交通荷载下的疲劳行为——却受到较少关注。作为主要承重层的稳定基层在承受交通荷载时会发生弯曲。反复的交通会导致自下而上的疲劳裂纹。循环间接拉伸试验和循环四点弯曲是测量稳定材料疲劳特性的两种方法（Austroads，2012年；Biswal，2020a；Paul等人，2015年；Yeo，2008年）。使用循环间接拉伸强度测试是评估轻度水泥稳定颗粒基层材料疲劳寿命的最佳方法（Gnanendran和Piratheepan，2010年）。使材料初始刚度降低50%的荷载循环次数称为疲劳寿命（Austroads，2012年）。根据粘结层的厚度，疲劳测试可以采用应力控制或应变控制模式进行。例如，应变控制测试可能适用于模拟薄层在交通荷载下的响应，而厚层则适合采用应力控制测试（Jitsangian等人，2016年）。以下段落重点介绍了不同水泥稳定材料的疲劳特性研究，同时详细介绍了合理的疲劳表征方法。Disfani等人（2014年）对再生混凝土材料和加水泥的碎砖进行了疲劳研究。然而，间接拉伸疲劳测试已被证明是研究轻度稳定材料疲劳特性的有效方法（Gnanendran和Piratheepan，2010年；Paul和Gnanendran，2016年）。Jitsangiam等人（2016年）的最新研究表明，基层水泥稳定试样的疲劳寿命受施加应变的显著影响。根据基于应变的疲劳模型（Litwinowicz和Brandon，1994年），疲劳寿命由粘结层下的初始拉伸应变或应变比（施加的拉伸应变除以断裂应变）决定。初始拉伸应变依赖的疲劳模型由公式（1）表示：
(1)
其中Nf是疲劳寿命，με是初始微应变，k1和k2是回归系数。系数k2称为应变损伤指数（SDE）。在基于应变的疲劳模型中，该系数至关重要。还需要研究这些材料并建立合适的模型，用于路面设计中的疲劳寿命估算。

因此，进行了实验研究以研究纤维增强水泥稳定粉煤灰-石粉混合物的疲劳行为。本研究还旨在研究加载过程中的模量衰减，并开发疲劳模型以预测混合物的疲劳性能。

**2. 材料**
本研究使用了来自印度奥里萨邦安古尔（Angul）国家铝业有限公司（NALCO）热电厂的粉煤灰（FA）。水泥和粉煤灰的化学成分分别见表1和表2。根据ASTM C618（ASTM，2022年），粉煤灰被归类为F类，因为其CaO含量仅为1.05%。粉煤灰的点火损失（LOI）值为1.1%。本研究中使用的粗碎石骨料（CSA）和石粉（SD）来自印度布巴内斯瓦尔附近的当地骨料生产厂。为了稳定粉煤灰，使用了43级的普通波特兰水泥（OPC），该水泥符合IS 8112（BIS，2003）的标准。本研究中使用的随机取向聚丙烯（PP）纤维来自印度孟买的XETEX Industries Pvt. Ltd.旗下的Cetex Brand公司。这些纤维由100%的纯聚丙烯（PP）制成，长度为（12.0 ± 0.25）毫米，直径约为24微米，长径比为约500。聚丙烯的熔点为162°C，比重为0.91。此外，这些纤维具有低热导率和电导率，并且完全耐碱，表明其具有优异的耐碱性环境性能。图1展示了本研究中使用的原材料。

**表1. 普通波特兰水泥的化学成分**
| 组分 | 质量百分比 |
|------|---------|
| CaO | 64.20 |
| MgO | 5.70 |
| SO3 | 2.10 |
| SiO2 | 16.20 |
| Al2O3 | 4.30 |
| Fe2O3 | 1.78 |
| K2O | 1.09 |

**表2. 粉煤灰的化学成分**
| 化学成分 | 质量百分比 |
|------|---------|
| SiO2 | 61.33 |
| Al2O3 | 29.53 |
| Fe2O3 | 4.89 |
| CaO | 1.05 |
| MgO | 0.56 |
| Na2O | 0.10 |
| K2O | 0.25 |
| TiO2 | 0.67 |
| P2O5 | 0.10 |

**图1.**本研究使用的材料：(a) 粉煤灰 (FA)；(b) 矿粉 (SD)；(c) 石灰石粉 (CSA)；(d) 水泥；(e) 纤维。

3. 混合比例
本研究中使用的粉煤灰最大粒径为1.18毫米，超过50%的粉煤灰颗粒属于粘土和粉砂粒级（<75微米）。为了改善混合物的整体粒径分布，将粉煤灰与50%的矿粉混合。表3显示了石粉和碎石骨料的最大粒径分别为4.75毫米和12毫米。图2中的粒径分布曲线表明，将粉煤灰与石灰石粉结合后，级配得到了改善。随着石灰石粉在混合物中比例的增加，砾石和砂粒级的百分比增加，而粉砂颗粒的百分比减少（见图3）。

表3. 样品编号
| 编号 | 描述 |
|------|-----------------------------------------|
| FA-ySAx% | y%粉煤灰 + x%石料骨料 |
| FA-ySA-zC | x%粉煤灰 + y%石料骨料 + z%水泥 |
| FA-ySA-zC-pF | x%粉煤灰 + y%石料骨料 + z%水泥 + p%纤维 |

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图2. FA-SA混合物的粒径分布
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图3. 不同比例下FA-SA混合物中的粉砂、砂和砾石含量

本研究使用了两种混合物，即70FA:30SA和60FA:40SA，并分别添加了4%和6%的水泥进行稳定处理。为了满足IRC 37（印度道路协会，2018年）对稳定基层和底基层的最低无约束强度要求，选择了特定的水泥含量。为了研究纤维增强的效果，向稳定混合物中添加了三种不同重量百分比的聚丙烯（PP）纤维：0.25%、0.35%和0.5%。

4. 样品制备和养护
首先对各种混合物进行了标准普罗克特试验，以确定最佳含水量（OMC）和最大干密度（MDD）。根据普罗克特试验结果，根据确定的MDD值精确称量烘干的原材料。将12.5毫米粒径的石粉和粗骨料按50:50的比例混合。不同混合物所需的粉煤灰、水泥、骨料和纤维的量根据样品体积和混合物的最大干密度来确定。另外额外添加了10%的材料以补偿制备样品过程中的损耗。然后彻底混合这些材料以确保均匀性。随后，根据OMC将预定量的水加入干混合物中。初步试验表明，在湿混合物中添加纤维比在干混合物中更有效。因此，将纤维按所需量加入湿混合物中并充分混合，以实现在整个复合材料中的均匀分布。制备了直径为100毫米、高度为60毫米的圆柱形试样，用于单调和循环间接拉伸试验（IDT）。之后，用聚乙烯包裹试样以防止水分流失，并在测试前进行28天的养护。

5. 实验室研究
IDT是检测沥青混合物和水泥材料等粘结道路材料开裂行为最常用的方法之一（Li等人，2023年）。在疲劳测试之前，进行了单调测试以确定试样的静态间接拉伸强度（ITS）。失效是由于沿应力平面分离引起的。此外，该测试还用于确定材料的弹性模量（MR）和疲劳寿命（Yeo，2008年）。

5.1. 单调间接拉伸试验（单调IDT）
根据ASTM D6931（ASTM，2017年）标准对稳定混合物进行了单调间接拉伸试验，并进行了特定修改以获得ITS值（见图4）。试样在养护28天后进行测试。试样的间接拉伸强度（ITS）通过公式（2）计算得出：
(2)
其中P是极限破坏载荷，D是试样直径，t是试样厚度。

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图4. 间接拉伸试验装置

5.2. 循环间接拉伸试验（循环IDT）
随后，按照Yeo（2008年）的程序进行了循环间接拉伸试验，以评估材料的弹性模量（MR），该模量表征了材料在重复加载条件下的刚性。使用公式（3）计算弹性模量。循环间接拉伸试验的装置如图5所示。在此测试中，每个试样在1 Hz的频率下经历100个加载周期，每个周期包括0.1秒的加载时间和0.9秒的休息时间。表4提供了有关测试程序的详细信息，包括样品数量。

表4. 测试项目
| 测试名称 | 材料类型 | 水泥含量（%） | 纤维含量（%） | 样品数量 |
|-----------------|-----------------|---------|-----------|--------------|
| 单调间接拉伸试验（单调IDT） | FA:SACement | 60:40, 70:30 | 4, 60.00, 0.25, 0.35, 0.50 | 16 |
| 循环间接拉伸试验（循环IDT） | 60:40, 70:30 | 4, 60.00, 0.25, 0.35, 0.50 | 48 |
| 间接拉伸疲劳试验 | 60:40, 70:30 | 4, 60.25, 0.35 | 48 |

5.3. 间接拉伸疲劳试验
为了确定轻质水泥稳定材料的疲劳寿命并为此开发合适的模型，在1 Hz的频率下进行了应力控制模式的循环IDT试验，试验中改变了施加在试样上的最大应力水平。每个样品的测试持续到观察到水平直径拉伸变形为止，此时刚性降低到初始模量的一半。澳大利亚研究人员建议，这些应力水平应保持在IDS值的80%以下，以避免加载时试样立即损坏。因此，评估包括了60%、70%和80%的IDS应力水平。加载周期包括0.1秒的加载时间和0.4秒的卸载时间。测试按照EN 12697-24（2018年）标准进行。

6. 结果与讨论
6.1. 间接拉伸强度（ITS）
图6显示了水泥和纤维含量对稳定FA-SA混合物ITS的影响。60FA-40SA和70FA-30SA混合物的ITS值随着水泥含量从4%增加到6%而增加。由于添加了4%-6%的水泥和0-0.5%的纤维，ITS值在0.16到0.7 MPa之间变化。值得注意的是，在所有水泥和纤维百分比下，60FA-40SA始终表现出比70FA-30SA更高的ITS值。这可以归因于60FA-40SA混合物中砾石比例较高，而细粉砂和砂粒级含量较低。此外，对于这两种混合物，无论水泥含量如何，ITS值都随着纤维含量的增加而增加。这种增强可能是由于纤维的存在改善了颗粒之间的粘结，从而降低了混合物的整体脆性。

图6. 不同水泥和纤维百分比下稳定FA-SA混合物的ITS

6.2. 弹性模量（MR）
本研究调查了有无纤维增强的水泥稳定粉煤灰-石粉混合物的弹性模量。结果（见图7）表明，60FA-40SA和70FA-30SA混合物的弹性模量值在900到1550 MPa之间。水泥含量对弹性模量有正面影响，而纤维增强则表现出混合效应。纤维用量增加到0.35%时弹性模量提高，但进一步增加会导致弹性模量下降。这些发现与Wen等人（2014年）、Mandal等人（2017年）和Biswal等人（2020b年）的先前研究结果不同，表明石料骨料的存在和水泥含量的增加显著提高了这些混合物的弹性模量。需要进一步研究以充分理解这些成分之间的复杂相互作用及其对路面结构长期性能的影响。

图7. FA-SA混合物的弹性模量。(a) 60FA-40SA-4C。(b) 60FA-40SA-6C。(c) 70FA-30SA-4C。(d) 70FA-30SA-6C

6.3. 模量衰减
为了研究粉煤灰-石粉混合物在疲劳试验中的行为，观察了模量衰减情况。如图8所示，在初始阶段，模量衰减速度较快，直到达到200个循环；然后以恒定速率衰减直至失效阶段。在第三阶段，模量迅速下降，试样最终失效。

图8. 显示三个阶段模量衰减的疲劳曲线。每个循环的模量都相对于试样的初始模量进行了归一化。图9显示了两种混合物70FA-30SA-6C-0.25F和70FA-30SA-6C-0.35F的典型模量衰减疲劳曲线。测试材料表现出脆性行为，在达到初始模量的50%之前就完全断裂。这一发现与在受控应力条件下进行的早期疲劳试验结果一致（Bhogal等人，1995年；Biswal等人，2020b年；Paul等人，2015年；Tayebali等人，1994年）。疲劳寿命通常定义为使初始模量降低50%所需的加载循环次数（Austroads，2014年）。然而，本研究发现所有试样的最终模量仅降低了大约15%-30%。这一观察结果表明，在应力控制加载下试样表现出脆性响应。这与已建立的原则一致，即应力控制疲劳试验可以在稳定材料内部引发裂纹，从而逐渐削弱其拉伸强度。

图9. 归一化模量与疲劳寿命的关系

6.4. 疲劳性能模型
本研究为FA-SA混合物开发了一个基于应变的疲劳模型。从疲劳试验数据中得出的初始拉伸应变和疲劳寿命见表5。图10显示了测试混合物70FA-30SA和60FA-40SA（有无纤维）的疲劳寿命与初始应变水平之间的相关性，数据在对数-对数尺度上绘制。当应力比在0.50到0.80之间时，试样的初始应变水平范围为93到209微应变。图10清楚地表明，疲劳寿命随着初始应变的增加而减少。当疲劳寿命（Nf）与初始应变在对数-对数尺度上绘制时，数据显示出线性趋势，表明两个变量之间存在幂律关系。这一观察结果与Mandal（2012年）和Biswal等人（2020a）的报告一致。发现掺有4%到6%水泥并用0.25%到0.35%纤维增强的粉煤灰与石料骨料的应变损伤指数范围为4.37到4.55。图11显示了掺有30%和40%石料骨料、用4%和6%水泥稳定并养护28天的粉煤灰的循环次数（Nf）与初始应变之间的关系。

表5. 疲劳寿命与初始应变的关系
| 混合物 | 初始拉伸应变（微应变） | 疲劳寿命（循环次数） |
|-----------------|-------------|-----------------|
| 70FA-30SA-4C-0F | 93 | 21 |
| 70FA-30SA-4C-0F | 97 | 21 |
| 70FA-30SA-6C-0F | 94 | 23 |
| 70FA-30SA-6C-0.25F | 97 | 25 |
| 70FA-30SA-6C-0.35F | 98 | 28 |
| 60FA-40SA-4C-0F | 94 | 23 |
| 60FA-40SA-6C-0.25F | 97 | 25 |
| 60FA-40SA-6C-0.35F | 98 | 28 |
| 60FA-40SA-6C-0F | 94 | 23 |
| 70FA-30SA-6C-0F | 97 | 25 |
| 60FA-40SA-6C-0F | 98 | 28 |
| 70FA-30SA-6C-0.25F | 94 | 23 |
| 60FA-40SA-6C-0F | 97 | 25 |
| 70FA-30SA-6C-0F | 98 | 28 |
| 70FA-30SA-6C-0.35F | 94 | 23 |

图10. 不同类型FA-SA混合物的疲劳寿命与初始应变的关系。(a) 70FA-30SA-4C-0F。(b) 60FA-40SA-4C-0F。(c) 70FA-30SA-6C-0F。(d) 60FA-40SA-6C-0F。(e) 60FA-40SA-6C-0F。(f) 60FA-40SA-6C-0.25F。(g) 60FA-40SA-6C-0.25F。(h) 60FA-40SA-6C-0.35F

图11. 用4%和6%水泥稳定且无纤维的70FA-30SA和60FA-40SA混合物的疲劳寿命与初始应变的对数关系

为了选择最适合当前数据的基于应变的疲劳模型，进行了评估，强调了模型简单性与捕捉疲劳响应有效性之间的平衡。采用线性回归分析来确定方程（4）中标准关系中的最佳回归常数（k1和k2）。从回归分析中获得的参数“a”和“b”随后被用来推导出k1和k2，具体见方程式(4)。(4)其中k2等于–b，k1等于。基于应变的疲劳模型适用于掺有30%至40%石料骨料，并用4%至6%水泥稳定处理的粉煤灰，在28天养护时间后的表达式为方程式(5)。(5)其中k1等于1761，k2等于4.37（应变损伤指数），这些值是通过回归分析得出的。图12展示了掺有30%至40%石料骨料、用4%至6%水泥稳定处理，并添加了0.25%至0.35%聚丙烯纤维的粉煤灰的疲劳寿命与初始应变之间的关系。下载：下载高分辨率图片（88KB）下载：下载全尺寸图片图12. 掺有30%至40%石料骨料、用4%-6%水泥稳定处理，并添加了0.25%至0.35%纤维的粉煤灰的疲劳寿命与初始应变的对数关系。系数k1和k2分别确定为1631和4.55。基于应变的疲劳模型适用于掺有30%至40%石料骨料、用4%至6%水泥稳定处理，并添加了0.25%至0.35%纤维的粉煤灰，该模型被表达为方程式(6)，并用于路面分析。(6)需要注意的是，这些关系仅适用于养护时间为28天的样本。如果测试更多样本、使用不同的养护时间，或者遇到具有不同强度、刚度或其他特性的材料，可能会得到不同的结果。7. 结论对含纤维和不含纤维的水泥稳定粉煤灰-石料骨料混合物进行了详细的实验研究，使用伺服液压疲劳试验机来研究材料的弹性模量和疲劳行为。通过对模量和疲劳数据的深入观察，得出了以下结论：随着水泥含量的增加以及纤维含量在0-0.5%范围内的增加，FA-SA混合物的间接抗拉强度也随之提高，这归因于纤维存在促进了颗粒间的粘结。这些发现表明，优化水泥和纤维的比例可以提高混合物的性能，使其更适合用于建筑应用。水泥稳定粉煤灰-石料混合物的弹性模量随着水泥含量的增加而提高，但受到纤维掺量的影响，在纤维掺量为0.35%时表现出最佳性能。本研究的结果与先前的研究相矛盾，表明石料骨料的存在和较高的水泥含量显著提高了这些混合物的弹性模量。需要进一步的研究来全面理解这些组分之间的复杂相互作用及其对路面结构长期性能的影响。含有聚丙烯纤维的水泥稳定粉煤灰复合材料的疲劳曲线显示出了三个阶段的刚度下降。这表明材料在重复应力作用下抵抗弯曲变形的能力逐渐减弱。最终的弹性模量/间接抗拉模量（刚度的度量）从初始值下降了15%至30%，显示出该复合材料在这种载荷下的脆性特征。纤维增强、稳定处理的FA-SA复合材料的疲劳寿命与初始应变呈幂律关系，这一点在对数-对数图中得到了线性趋势的验证。这与Mandal（2012年）和Biswal等人（2020a年）的研究结果一致。掺有30%至40%石料骨料、用4%至6%水泥稳定处理，并添加了0.25%至0.35%纤维的粉煤灰的应变损伤指数在4.37至4.55之间。为此类材料的路面分析，开发了一个基于应变的疲劳模型。CRediT作者贡献声明Ramachandra Pradhan：撰写——原始草稿、调查、数据整理。Benu Gopal Mohapatra：撰写——审阅与编辑、可视化。Brundaban Beriha：撰写——审阅与编辑、验证、形式分析。Dipti Biswal：撰写——审阅与编辑、监督、形式分析、概念化。Sanjeeb Kumar Mohanty：撰写——原始草稿、方法论、调查、数据整理。未引用的参考文献EN 12697-24, 2018；环境、森林和气候变化部，2016年。