沥青混合料粘弹性疲劳本构模型

采用疲劳应力分解的方法,把总的疲劳效应分解为一个蠕变效应和一个简单疲劳效应的叠加,利用粘弹性力学的积分型本构关系、动态性能以及模型理论,得到了沥青混合料的粘弹性疲劳本构模型。最后,基于应力控制的疲劳试验,运用O rigin软件的非线性曲线拟合功能,对试验结果进行了拟合,理论模型与试验结果吻合较好,证实了该模型的可行性,并对该模型进行了推广。     

串联型粘弹-粘塑性沥青混合料本构模型的有限元分析

为将串联型粘弹-粘塑性本构模型移植到有限元计算中,使其能够对沥青路面结构与时间相关力学行为进行有效模拟和计算,通过编制材料子程序对本构模型进行了有限元实现。三维广义Maxwell粘弹性模型采用遗传积分进行表征,利用Prony级数特性推导出卷积方程的递推公式,在应变增量条件下更新应变,获得迭代过程的刚度矩阵;微分型粘塑性本构方程基于径向回退法建立积分子步下的变量演化方程,通过N-R迭代算法解决了收敛性问题,并利用本构模型的离散化推导,建立了整体迭代过程的一致切线刚度矩阵。通过典型算例对室内试验的与时间相关性行为对比分析,验证了有限元实现的合理有效性,为沥青路面结构计算提供理论基础和实例分析。     

基于动态蠕变试验的沥青混合料永久变形研究

采用伺服液压试验机（UTM-25）对普通重交沥青和聚酯纤维改性沥青混合料进行动态蠕变试验,对比分析了粗、细级配沥青混合料的抗永久变形能力.在抗变形能力较好的粗级配混合料中,分别进行不同掺量聚酯纤维和温度的动态蠕变试验.试验结果表明：粗级配沥青混合料比细级配的具有更好的抗永久变形能力;在最佳掺量时,纤维改性沥青混合料抗永久变形能力更优越;纤维改性沥青混合料对温度敏感性明显小于普通重交沥青混合料的.     

沥青混合料蠕变模型的改进及其参数确定

现有力学模型不能全面描述沥青混合料的蠕变,因此根据沥青混合料三阶段的蠕变特性,对Burgers模型中表征粘性流动的外部粘壶进行改进,认为其粘滞系数先增大后减小.推导了改进模型的本构方程,得到了蠕变应变、蠕变速率和蠕变加速度的解析表达式;运用最小二乘原理,建立了模型参数的确定方法;通过两个实例验证了改进模型的正确性.研究表明改进模型拟合曲线与实测应变吻合较好,相关性系数高,而且计算得到的流变时间与实测流变时间误差较小,说明该力学模型能够反映下沥青混合料第三阶段的蠕变,而流变时间Ft可作为研究沥青混合料蠕变性能的一个重要指标.     

集料取向对沥青混合料永久变形性能的影响

为了研究压实过程中集料取向对沥青混合料永久变形行为的影响,采用三维离散元方法进行分析,生成了包含粗集料、沥青砂浆及空隙的沥青混合料三维离散元模型,对混合料离散元模型微观组成结构之间的接触行为赋予了相应的微观接触模型及参数,在此基础上对沥青混合料单轴静态蠕变试验进行了三维离散元模拟,并分析了集料取向对沥青混合料永久变形行为的影响。研究结果表明:三维离散元模拟结果与室内试验较为接近; 4. 75 mm粒径集料取向对沥青混合料的永久变形性能影响较为显著;集料的取向趋于水平时,排列相对稳定,沥青混合料的永久变形性能较好。     

沥青混合料粘弹性参数的测定及其在本构模型中的应用

沥青混合料粘弹性参数的测定决定本构模型中松弛函数或蠕变函数的确定,基于应力松弛试验,运用粘弹性力学相关理论对沥青混合料的粘弹性参数测定方法进行了分析,提出了该测定方法的数学模型,并用Origin软件进行了计算求解,最后举例说明了其在本构模型中的应用.     

沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型

为了正确预估沥青路面的永久变形, 对沥青路面永久变形的非线性粘弹性有限元法进行了研究, 推导了广义Maxwell模型的非线性粘弹性有限元法, 建立了沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型, 从弹性、非线性弹性、塑性、粘弹性、非线性粘弹性等方面对沥青路面的永久变形进行了分析, 对沥青路面的永久变形进行了计算, 并将计算结果和SHRP的计算结果以及SWK/UN轮辙试验结果进行了对比。计算结果表明: 沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型是有效的, 其路面变形计算值与SHRP的计算值相对误差为6.567%, 与SWK/UN轮辙试验值相对误差为6.069%。     

基于蠕变试验基础上的再生沥青混合料力学模型分析

结合沈阳至山海关高速公路路面维修工程,在旧料和原材料性能分析基础上,运用小梁弯曲蠕变试验采集数据,通过拟和方法确定试验参数,研究再生沥青混合料的力学模型.结果表明,广义Maxwell模型能够很好地表征再生沥青混合料的粘弹性力学行为.     

沥青混合料高温蠕变试验方法研究

沥青混合料是一种颗粒性的黏弹性材料。沥青混合料力学特性的颗粒性特征决定了无侧限的单轴蠕变试验方法,通常在常温下可以采用较高的应力水平;在高温时却只能采用较低的应力水平,否则试件将会提前破坏。然而,道路使用过程中所承受的重载往往超过0.8 MPa,路面温度也达到60℃。因此,采用厚车辙板试件(30 cm×30 cm×10 cm)进行单轴蠕变试验(即单轴贯入蠕变试验),利用厚车辙板试件本身为荷载作用下的沥青混合料提供侧向约束,为研究沥青混合料在高温、载重作用下的黏弹特性提供合理的试验方法。     

热再生沥青混合料抗变形性能试验研究

为系统地评价就地热再生技术的适用性,通过分析回收沥青混合料的沥青、集料特性,进行再生沥青混合料配合比设计,并借助光纤光栅解调仪和应变计进一步研究再生沥青混合料的抗变形性能。研究结果表明:回收沥青混合料的沥青老化明显,集料级配衰减明显,必须进行配合比重新设计。与回收的沥青混合料相比,再生沥青混合料具有更强的抗剪性能,可有效地提高路面的抗车辙性能,且具有更强的黏聚性能,可有效地抵抗材料的侧向位移。     

沥青混合料等应变率压缩试验的时间依赖性模型

为描述沥青混合料在受力状态下的时间依赖性行为,以等应变率压缩试验曲线特点为依据,建立沥青混合料的可变量本构模型,并推导出不同加载条件下本构方程表达式.通过有效的数值拟合方法获取沥青混合料的本构模型参数,将该模型与三轴等应变率压缩试验曲线进行对比,两者吻合较好,表明可变量本构模型能较好地描述沥青混合料与时间依赖行为,对破坏失效后材料的力学行为曲线有较好地表述.利用拟合参数计算蠕变曲线,其计算蠕变曲线能成功地描述蠕变的第二、三阶段,曲线特点与应力、温度等条件相关,在高温度和高应力条件时达到一定应变条件时所需时间较短,同时稳定期随温度和应力的增加所经历的时间逐渐减少.     

基于神经网络理论的沥青混合料疲劳性能的预测模型

荷载条件、环境条件以及沥青混合料性质都会影响沥青混合料的疲劳性能。而疲劳试验所得出的疲劳方程不能反映众多因素对沥青混合料疲劳性能的影响。本文将荷载间歇时间、加载频率、试验温度、沥青混合料空隙率、沥青软化点、沥青用量等6个影响因素适当组合,在MTS材料试验系统上进行了不同条件下的应力控制的疲劳试验;然后,运用遗传算法和神经网络理论来考虑各因素对沥青混合料疲劳性能的影响,得出一种较为完善的沥青混合料疲劳性能的预测模型。研究表明,这种方法是科学和可行的,所得出的预测模型的精度较高。     

Parameter Characterisation of Asphalt Mixtures for Visco-Elastoplastic Analysis

Asphalt mixtrues exhibit strong viscous properties under repetitive loads.This phenomenon can be simulated in creep and recovery tests.By applying the visco-elastoplastic model proposed,data recorded in the tests are interpreted.It is emphasised that applicability of the visco-elastoplastic model depends on the proper method of characterising parameters involved in the constitutive equations.Since two or more strain components of elasticity and viscosity coexist during the loading or unloading,a measuring system of two loggers is introduced to decouple these components.Test data are analysed in three steps as elastic.visco-elastic and visco-plastic evaluations,using the records collected at the moment of unloading,during the periods of recovery and creep respectively,Factors that may influence the accuracy of data analysis are also discussed.     

温拌排水沥青混合料性能研究

温拌排水沥青混合料有节能、减排、排水和降噪等优势,具有重要的工程应用价值.分别从高温稳定性、低温抗裂性能、水稳定性能、透水性能、抗剪切性能和抗疲劳性能等方面对温拌OGFC-13和热拌OGFC-13沥青混合料进行对比研究.结果表明,温拌OGFC-13各项性能均满足规范要求,且抗剪切性能和抗疲劳性能优于热拌OGFC-13.     

沥青混合料单轴压缩试验的细观分析

运用基于离散元法的二维颗粒流程序PFC2D模拟沥青混合料单轴压缩试验,选择连续密级配AC-13作为研究对象,得到模拟试验与实际室内试验试件的应力-应变曲线,二者的结果较吻合。输出模型图、颗粒间接触力图、颗粒位移图,从细观角度分析沥青混合料的性质,分析结果更加准确、合理,克服了单纯从宏观角度分析沥青混合料性质的片面性。     

RAP对再生沥青混合料马歇尔指标的影响(英文)

研究了旧沥青混合料(RAP)的种类及掺量对再生沥青混合料马歇尔指标的影响。以2种新集料(石灰岩和石英岩)及2种旧沥青混合料(Nowshera和Mandra)制备的集料,分别配制成热拌沥青混合料(HMA)的马歇尔试件,测试了不同RAP掺量(0%～100%)及不同RAP种类的沥青混合料的空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率、马歇尔稳定度、流值及密度等指标。试验表明:含有RAP的混合料具有更高的稳定度值,且稳定度随着RAP含量的增加而增大。     

Evotherm温拌沥青混合料两阶段设计方法应用研究

分析Evotherm温拌技术工作原理及其混合料设计现状,提出了两阶段设计法;基于沥青用量及试验温度双参数体系,在热拌混合料设计基础上对Evotherm温拌混合料进行材料组成设计,并以成型试件体积参数基本相等来确定施工控制温度;采用该方法在GTM方式下对Evotherm温拌SBS改性沥青混合料进行应用研究.试验表明:所设计的Evotherm温拌改性沥青混合料的路用性能整体上优于同类型热拌混合料,而且,该方法将温拌混合料材料设计与热拌混合料相结合,能够有效避免现行设计方法存在的风险,对其他温拌技术具有普适意义.     

沥青路面高温车辙仿真分析研究

基于粘弹塑性理论粘弹塑性本构关系,运用ANSYS软件建立了津滨高速改扩建新建沥青路面车辙分析的有限元模型,对比分析了优化路面设计方案（GTM法）与原设计方案（Marshall法）路面车辙的发展规律。结果表明：GTM法优化设计方案具有较好的抗车辙效果,显著延缓了车辙病害的发生;永久变形主要由绝对车辙引起,侧向隆起仅占4％,沥青路面车辙主要产生在结构表面以下20cm深度范围以内,主要集中在4～10m范围,这部分的永久车辙变形约占总变形的60%。另外,进行了一系列重载作用下的路面车辙模拟,对基于车辙等效的轴栽换算进行了探讨,提出轴载换算系数为5.62,对今后的基于车辙为控制指标沥青路面设计具有重要的指导意义。