基于动态粘弹力学的沥青胶浆高温性能试验研究

通过对粉煤灰、矿粉、消石灰、水泥4种矿物填料组成的沥青胶浆进行动态频率扫描试验和稳态流动试验,对4种不同矿物填料、不同粉胶比对沥青高温性能的影响进行了评价。研究表明:沥青胶浆的线粘弹范围小于沥青的线粘弹性范围;掺加4种矿物填料的沥青胶浆在代表胶浆的低温状态的高频区域内复合模量的增长趋向一致,在代表胶浆的高温状态的低频区域复合模量的差别变大;相同粉胶比下消石灰对沥青的高温性能提高最显著,其他依次为粉煤灰、水泥、矿粉,但后三者对沥青的影响差别不大;粉胶比的增加与复合模量、粘度的增加并不成正比例。     

沥青混合料动态黏弹性的分数阶微分本构模型

为准确描述沥青混合料的动态黏弹性力学行为,在分数阶微分Zener模型(FDZ模型)的基础上,提出了一种改进的分数阶微分Zener模型(mFDZ模型),给出了频域内动态模量、存储模量、损耗模量和损耗正切等动态黏弹性能表达式,它们满足Kronig-kramers关系。mFDZ模型参数通过两步确定,一是结合不同温度和加载频率下沥青混合料的复模量试验结果,通过Wicket图给出了mFDZ模型中与温度无关的模型参数,二是利用时间-温度等效原理与WLF方程确定了与温度相关的模型参数,同时得到了沥青混合料动态黏弹性能主曲线。将mFDZ模型与FDZ模型和Sigmoid函数经验模型进行比较,结果表明:传统Sigmoid函数经验模型和FDZ模型只能描述具有对称性的动态黏弹特性,而mFDZ模型能够准确描述沥青混合料的动态黏弹性能的非对称特性,且模型与试验结果吻合良好,克服了传统Sigmoid函数经验模型和FDZ模型的不足,为沥青混合料动态黏弹性力学行为的本构描述提供了新的思路与参考。     

大粒径沥青混合料的动态模量主曲线评价分析

使用MTS810试验系统对LSAM-25、Superpave25、ATB-25 3种大粒径沥青混合料的动态模量进行试验,并通过Sigmoidal模型动态模量主曲线、相位角、时温转换移位因子分析其温度、荷载频率依赖性,研究分析表明:矿料结构、沥青胶结料性质是大粒径沥青混合料的主要影响因素。     

环氧沥青混合料强度的时温依赖性

分析了环氧沥青化学反应机理及强度增长特征，并根据固化进程中环氧沥青体系黏度增长规律，建立其强度的时温模型，进而研究了促进剂的含量对强度增长的影响。依据等温养生试验，解析强度方程参数，并采用强度方程对自然养生的强度进行预测。结果表明：理论预测强度和实际强度较为吻合；混合料强度增长主要与结合料体系的黏度增长有关；该方法可用于实体铺筑环氧沥青混合料的强度预测，并确定实际养生期限以及开放交通的时间。     

沥青混合料动态模量及其主曲线的确定与分析

研究中利用Superpave简单性能试验机(SPT)测量了SM A 13和Superpave20两种沥青混凝土在不同温度和荷载作用频率下的动态模量。并分析了温度和荷载频率对动态模量和相位角的影响。本研究还根据时间~温度置换原理,通过非线性最小二乘拟合,确定了两种沥青混合料的动态模量主曲线和时间~温度转化因子,并利用相同的时间~温度转化因子形成了相位角主曲线,从而完全确定了沥青混合料的粘弹性性质。     

基于动态模量的沥青路面力学响应分析

实测了某柔性基层沥青路面试验段各层沥青混合料在不同温度和荷载作用频率下的动态模量,利用时间-温度转化原理得到了各自的动态模量主曲线和时间-温度转化因子,并结合路面结构内的实测温度和较成熟的荷载频率预测方法,分析了路面结构内温度和荷载频率的变化对沥青混凝土力学参数的影响。在此基础上进行了基于动态模量的沥青路面力学响应分析,并将分析结果与采用我国规范中的抗压回弹模量得到的结果进行了比较分析。采用动态模量的方法可以考虑路面结构内温度和荷载频率对路面力学响应的影响,从而使分析结果更加科学合理。     

沥青路面结构内荷载频率分布与变化规律的研究

对一柔性基层沥青路面段各层沥青混合料在不同温度和荷载作用频率下进行了动态模量试验,根据试验结果形成了各混合料的动态模量主曲线和时间-温度转化因子,并通过埋设传感器实测了路面结构内的温度场,利用等效路面厚度法对路面结构内不同深度荷载作用频率和应力峰值个数随车速、轴载类型和路面温度场的变化规律进行了分析.     

加入聚酯纤维对沥青混合料动态模量的影响

为了研究纤维的加入对沥青混合料动态模量的影响,采用SPT简单性能试验机测试普通AC13沥青混合料及加入聚酯纤维的AC13沥青混合料在3种不同温度及10种不同频率下的动态模量值,根据时温等效原理,利用Origin 8软件的非线性曲线拟合功能,拟合出这两种沥青混合料的动态模量主曲线sigmoidal模型,从而得出纤维的加入...     

基于动态模量的沥青路面力学响应分析

实测了某柔性基层沥青路面试验段各层沥青混合料在不同温度和荷载作用频率下的动态模量,利用时间-温度转化原理得到了各自的动态模量主曲线和时间-温度转化因子,并结合路面结构内的实测温度和较成熟的荷载频率预测方法,分析了路面结构内温度和荷载频率的变化对沥青混凝土力学参数的影响。在此基础上进行了基于动态模量的沥青路面力学响应分析,并将分析结果与采用我国规范中的抗压回弹模量得到的结果进行了比较分析。采用动态模量的方法可以考虑路面结构内温度和荷载频率对路面力学响应的影响,从而使分析结果更加科学合理。     

基于WLF公式确定DSR中不同平行板的温度适用范围

动态剪切流变仪不仅可以用来对沥青的路用性能进行分级,也可以在大温度范围内测定沥青的性能。采用动态剪切流变仪对沥青材料进行试验时,不同平行板在相同试验条件下对同种试样进行试验的数据不一定相同,并且不同半径的平行板有各自的温度实用范围,本文从时间温度等效原理入手,采用数据分析软件,对采用不同平行板进行试验得到的频率-模量曲线进行拟合,从而得到模量主曲线,确定出不同平行板的试验结果在一定频率范围内的互用范围。采用WLF公式计算出不同温度条件下对应的基准温度TS值,研究结果表明:在沥青模量一定的范围内,8 mm平行板与25 mm平行板相比更适合20℃以下的动态剪切试验,而在20℃以上,二者可以互用,这对于以后的研究提供了不同条件下选择仪器的一个参考。