沥青混合料低温抗裂性能蠕变试验研究与分析

温度骤降时,沥青路面在温度应力作用下会产生收缩,当收缩变形受到下面各层及无限连续板体的约束作用,累积温度应力超过其抗拉强度时,路面就会开裂。在评价沥青混合料低温抗裂性能研究的各种方法中,弯曲蠕变试验为我国现行沥青及沥青混合料试验规程及SHRP所推荐。针对吉林长春地区(2-2区)冬季低温时,沥青混合料的抗变形能力的变化,该文对两种常用沥青混合料进行了低温弯曲蠕变试验,对比了其低温抗裂性,并按照参数意义确定了其粘弹性参数,为沥青路面的粘弹性设计提供了基础数据。     

沥青混合料蠕变试验研究

提高混合料高温稳定性是增强沥青路面抗车辙性能的有效技术措施.采用马歇尔试验和SGC旋转压实试验设计沥青混合料配合比并进行高温蠕变试验,试验结果表明,蠕变劲度可客观地反映沥青混合料高温稳定性,沥青混合料高温稳定性与混合料类型和沥青用量关系密切.     

沥青混合料蠕变试验的数值模拟研究

对ACIO型沥青混合料圆柱型试件进行5级单轴静载蠕变试验,提取反映沥青混合料粘弹性的Burgers模型参数。结合此参数展开对沥青混合料的粘弹性分析,将提取的Burgers模型参数导入FLAC3d典型蠕变模型中,进而模拟蠕变试验进程。结果显示,FLAC3d能够较好地模拟蠕变试验。     

沥青混合料车辙形成过程蠕变损伤的数值分析

将损伤演化律应用到无损的黏弹性本构模型中,以描述沥青混合料的蠕变损伤行为。采用阶跃式损伤演化律,近似刻画损伤增长,获得了与试验结果比较吻合的沥青砂、沥青混合料完整的3阶段蠕变曲线;结合现有商业有限元软件,模拟了沥青混凝土路面的车辙形成过程,得到了车辙深度随时间增长曲线和车辙形成过程中不同时刻的损伤演化云图,对于揭示沥青混凝土路面车辙形成的原因和机理有重要意义。     

沥青混合料高温蠕变特性试验研究

在对比和分析沥青混合料高温稳定性各种评价方法的基础上,采用MTS810型电液伺服材料试验系统对AC-13基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料在4种温度和4种荷载水平下进行了大量的高温单轴静载蠕变试验,根据试验得到的蠕变曲线分析了温度和荷载对沥青混合料蠕变特性的影响。     

沥青混合料小梁断裂试验与分析

本文利用切口小梁的疲劳断裂试验模拟了沥青路面裂纹的扩展行为,研究了裂缝位置对断裂情况的影响。并通过有限元分析软件ANSYS对不同应力水平和不同裂缝长度下的小梁应力强度因子进行了分析,并利用数值分析结果对小梁疲劳断裂试验现象进行了解释。     

重复荷载下沥青混合料变形的数值模拟

采用加载0.1 s、卸载0.9 s的半正弦波间歇荷载模拟路面实际的车辆荷载,利用线性Drucker-Prager蠕变模型对重复荷载下AC-13C基质、改性沥青混合料的变形进行黏弹塑性数值模拟,预测得到的变形与实测变形相比非常一致。沥青混合料的蠕变应变随着时间的增长而增大,初期增长率大而后期增长率小。在沥青混合料未屈服时,蠕变应变就是沥青混合料的永久应变;当沥青混合料发生屈服,产生了不随时间变化的塑性应变,此时蠕变应变加上塑性应变即为沥青混合料的永久应变。结果表明线性Drucker-Prager蠕变模型可以预测重复荷载作用下沥青混合料的变形,可用于移动荷载下沥青混凝土路面结构的力学响应分析。     

沥青混合料细观粘弹性参数获取方法及蠕变特性研究

针对细观状态下分析沥青混合料蠕变及粘弹性能时缺乏细观粘弹性参数的问题,给出了利用质量比与比表面积不变的原则,采用将沥青混合料的矿料及其粘附的沥青逐级去除成型等效沥青混合料试件的方法,并运用不同模型来得到粘弹性参数。把剩余材料设计成等效基体试件并与标准级配AC-13C混合料进行了不同温度、不同应力下的蠕变对比实验。用Burgers模型对实验数据进行了拟合,来获取沥青混合料细观粘弹特性参数并分析了其蠕变特性,结果表明随着材料最大公称粒径的逐渐减小各级等效基体所组成的沥青混合料蠕变变形呈逐步增加的趋势,且粘弹性方程中表征瞬时弹性的弹性参数呈逐步减小的趋势。油砂比越大,瞬时弹性及粘性参数越小。随着试验温度的升高,这类等效基体材料的4个粘弹性参数均有降低,砂浆材料变软,其模量呈现降低趋势。当其他条件保持不变时,仅考虑应力变化,蠕变柔量并不总是随应力增大而增大,蠕变柔量随应力变化而变化的规律不是很突出,这些特性与参数为进一步细观分析沥青混合材料提供了试验参数获取方法和理论依据。     

沥青混合料劈裂试验数值模拟

应用有限元软件ABAQUS,采用合适的材料模型建立有限元模型,模型网格按不同密度进行划分,对沥青混合料劈裂试验进行二维与三维数值模拟对比研究。通过研究,对劈裂试验中沥青混合料试件内的应力、应变分布及变形特性和变化规律有了深入的认识,并据此得出沥青混合料的强度参数。结果表明,有限元模拟中,网格划分密度、划分形式对模拟结果有较大影响;对于不同的沥青混合料,其劈裂试验模拟应以相应材料的单轴抗压试验结果为材料特性进行定义;经三维模拟及理论对比验证,简化二维模型在一定条件下是可行的。对沥青混合料性能试验进行数值模拟研究,是一种形象直观、快速高效的研究手段,对沥青混合料研究水平的提高有一定意义。     

用动蠕变试验确定沥青混凝土动态粘弹性参数

首先简要分析了四种常见粘弹性模型及同济大学提出的“四单元五参数”模型等对沥青混凝土的适用性，认为“四单元五参数”模型能较好地模拟沥青混凝土的变形性能，最后以诺丁汉仪动蠕变试验结果求出沥青混凝土动态粘弹性参数。     

环氧沥青蠕变力学模型研究

环氧沥青具有与普通沥青和改性沥青不同的粘弹特性。通过-15、0、10、20、30、40℃下的压缩蠕变试验,分析了环氧沥青不同温度下的蠕变特征。根据蠕变力学模型,利用Origin6.0的Non-linear Curve Fit功能,分别对Kelvin模型、3单元模型、2阶广义Kelvin模型、3阶广义Kelvin模型以及修正的2阶广义Kelvin模型不同温度的蠕变行为进行解析。并通过不同温度的粘弹力学模型,分析材料弹性模量及松弛时间的变化特征。结果表明,采用修正的2阶广义Kelvin模型可以较为精确表述材料不同温度的蠕变行为;环氧沥青中沥青以颗粒状、片状等微观形式存在于固化的环氧树脂网络,其粘滞特性被环氧树脂弹性网络所掩盖。     

蠕变试验下的橡胶沥青粘弹性能研究

通过弯曲梁流变试验（BBR）得到的蠕变劲度指标,是表征沥青胶结料在低温条件下变形和拉应力的可靠指标。通过不同低温条件下得到的蠕变劲度模量,推导橡胶沥青在BBR试验中的蠕变规律,并建立模型对结果进行模拟分析,最后通过理论模型与试验结果的对比,认为所建立的本构模型能够较准确的反映橡胶沥青的粘弹性能,具有非常明确的物理意义。     

蠕变试验下的橡胶沥青粘弹性能研究

通过弯曲梁流变试验（BBR）得到的蠕变劲度指标,是表征沥青胶结料在低温条件下变形和拉应力的可靠指标。通过不同低温条件下得到的蠕变劲度模量,推导橡胶沥青在 BBR试验中的蠕变规律,并建立模型对结果进行模拟分析,最后通过理论模型与试验结果的对比,认为所建立的本构模型能够较准确的反映橡胶沥青的粘弹性能,具有非常明确的物理意义。     

高模量沥青混凝土蠕变本构方程的有限元分析

为了获得高模量沥青混凝土的粘弹性本构关系,分析了ABAQUS自带的时间硬化蠕变模型Bailey-Norton,对其蠕变规律进行积分处理,建立了新的实用模型;结合单轴压缩蠕变试验中采集到的蠕变数据,利用ISTOPT拟合软件进行回归计算,得到了高模量沥青混凝土在不同温度下的蠕变参数.     

基于三轴蠕变试验的沥青混合料抗车辙评价指标

首先采用最大限度模拟路面实际的GTM旋转剪切压实方法成型不同高温性能等级的沥青混合料试件,然后通过三轴重复荷载蠕变试验对其高温抗车辙能力进行对比分析,进而探讨了三轴蠕变试验不同评价指标参数的合理性;通过引入理论效度、平均信度,以及相对区分度等概念和指标,综合评价了各蠕变参数对沥青混合料高温性能的区分质量,得出了采用蠕变...     

沥青混合料粘弹性能微观力学分析

利用Moil—Tanaka等效夹杂微观力学理论研究了沥青混合料的粘弹性能。将沥青混合料看作刚性粗集料颗粒夹杂于粘弹性沥青砂浆基体内的复合材料,对集料夹杂和沥青砂浆基体的本构方程分别进行Laplace变换成弹性问题,在Laplace空间域内应用Mori—Tanaka等效夹杂和宏观平均理论由沥青砂浆粘弹性能推导出了沥青混合料的粘弹性能。结果表明,粗集料颗粒夹杂对粘弹性沥青基体性能具有增强作用,沥青混合料粘弹本构方程可表示为粗集料增强系数与沥青基体粘弹本构方程的乘积形式。利用增强系数可以从性质较均匀的沥青基体粘弹性来预测性能较复杂的沥青混合料的粘弹性。其中增强系数大于1且随粗集料体积分数或沥青基体的泊松比增加而增大,粗集料体积分数对增强系数的增大作用远大于沥青砂浆基体泊松比对其的影响。     

沥青混合料四点弯曲疲劳试验方法及夹具改进

综合介绍了沥青混合料四点弯曲小梁试件疲劳试验方法.在开展了近千次沥青混合料四点弯曲疲劳试验的基础上,分析评价了夹具的设计、疲劳试件的制备、疲劳试验的控制等环节中可能存在的影响沥青混合料四点弯曲疲劳试验结果的因素.并提出了保证和提高四点弯曲疲劳试验结果精确性的操作方法与相关建议.     

动态剪切蠕变试验评价沥青路面层间稳定性

通过动态剪切蠕变试验,分析了不同剪切荷载比的层间相对滑移曲线形态．发现以最大抗剪强度的0．2～0．3倍作为剪切蠕变荷载能够获得稳定发展阶段;建立了以动态剪切蠕变稳定度为指标的层间稳定性的评价方法。结果表明：应用动态剪切蠕变试验和动态剪切蠕变稳定度对层间稳定性能进行评价是可行的。     

基于重复蠕变试验的阻燃沥青胶浆高温性能

采用重复蠕变试验,利用Burgers模型对各沥青胶浆的蠕变过程进行模拟,从胶浆的蠕变劲度黏性成分Gv、累积应变γacc和蠕变柔量等方面分析了不同阻燃沥青胶浆的高温性能表现.结果表明:纤维和复合阻燃剂的加入均会增大阻燃沥青胶浆的Gv并降低γacc,3种复配比例的阻燃沥青胶浆中M-FR1和M-FR2的Gv值相等且最大;而M-FR1沥青胶浆的γacc最小;其次是M-FR2.这两种阻燃沥青胶浆高温性能均要优于常规掺量下的木质素纤维沥青胶浆.蠕变柔量分析结果表明,M-FR2阻燃沥青胶浆的瞬时弹性变形柔量JE和延迟弹性变形柔量JC占总柔量的百分比之和最大,高温抗变形能力最强.综合各阻燃沥青胶浆的蠕变力学特性,推荐复合阻燃材料的最优复配比例为15％矿物纤维+6％复合阻燃剂(即M-FR2).