沥青与沥青混合料的劲度模量

沥青及沥青混合料都是粘弹性材料,它的力学特性常用劲度模量表示。本文叙述了劲度模量的概念与特点,求取沥青与沥青混合料劲度模量的方法。可以用粘度法、诺模图法、PVN法求取沥青劲度模量,但多蜡沥青的软化点与针入度指数应予修正。沥青混合料的劲度模量可由弯曲、劈裂、蠕变、应力松弛等静载试验、动载试验、马歇尔试验、轮辙试验等各种实验方法求得,也可由沥青劲度模量及混合料中矿料所占体积的百分率通过计算或诺模图求取。     

橡胶沥青混合料动态模量及其主曲线研究

采用单轴压缩动态模量试验测试了不同油石比橡胶沥青混合料在4组不同试验温度、9个不同荷载频率下的动态模量和相位角,然后根据时温等效原理,通过Sigmoidal函数和非线性最小二乘法拟合确定了混合料动态模量主曲线和不同温度间的平移因子。结果表明:橡胶沥青混合料动态模量随温度升高而降低,随加载频率减小而减小;在最佳油石比时橡胶沥青混合料动态模量最高,高温稳定性最好;参考温度为20℃的动态模量主曲线可以很好地拟合试验数据;动态模量平移因子并不适用于相位角主曲线;动态模量主曲线的建立为路面动态设计方法的形成提供了材料参数方程。     

沥青混合料动态模量研究进展

沥青混凝土的模量是沥青路面结构设计中重要的参数,在众多的模量中,动态模量(复合模量)|E*|由于更接近于路面工作状态而倍受关注。美国AASHTO《新建路面和再生路面2002设计指南》及NCHRP项目1-37A《沥青路面力学-经验设计方法指南》均将动态模量|E*|列为设计的基本输入参数之一。该文在查阅分析国外相关研究的基础上,介绍了动态模量的工程意义,及其与试验材料参数、试验环境等方面的研究进展,介绍了动态模量在简单性能试验(SPT)中的作用,最后提出了沥青混合料动态模量进一步研究的方向。     

沥青混合料动态模量试验研究

对一种Superpave级配沥青混合料不同空隙率的试样进行了不同温度、不同加载频率条件下动态模量试验,分析了混合料动态模量随体积参数、加载条件的变化规律,研究结果对我国的路面设计模量动态参数的选择具有借鉴意义。     

高模量沥青混合料动态模量分析

针对黄延高速公路扩能工程中沥青路面的设计要求,在试验验证高模量沥青混合料常规路用性能的基础上,对混合料进行动态模量试验分析其综合性能。结果表明,高模量剂对提高沥青混合料高温抗车辙能力效果明显。在高频区域、低频区域高模量剂沥青混合料动态模量均比90#沥青混合料和SBS改性沥青混合料高,即其抗高温或低频加载能力强。     

高模量沥青混合料模量对比评价

介绍了3种提高沥青混合料模量的途径及它们的作用原理,即采用高模量改性沥青、矿物纤维加强和界面改性.通过测试试验段、对比段沥青混凝土芯样在40℃条件下的间接拉伸模量,对这几种高模量改性方法的效果进行了对比评价.结果表明采用高模量改性沥青、矿物纤维增强沥青或PR添加剂改性沥青均能明显提高沥青混合料的间接拉伸模量,从而改善沥青混凝土路面的抗车辙性能;相对而言,高模量改性沥青对混合料的模量提高效果最为显著,另外两种效果相当.     

硅藻土复合改性橡胶沥青混合料降噪性能研究

现阶段在降噪型沥青路面材料选择中,橡胶沥青路面可通过利用其显著的阻尼变形特性来实现噪声削减.但其吸声能力相较于其他沥青路面材料并无显著优势.现通过向橡胶改性沥青中添加不同比例的硅藻土,制备得到复合改性橡胶沥青,进而制备两类沥青混合料试件,利用传递函数法测试吸声系数,从而研究硅藻土掺量和试件层厚对两种复合改性橡胶沥青混合料吸声系数的影响规律.结果 表明:随硅藻土掺量的增加,各组试件吸声系数随之提升;试件层厚对两种沥青混合料试件的整体吸声系数影响不大,但峰值吸声系数有明显区别.     

老化沥青混合料的松弛模量模型

通过对沥青混合料AC-13C进行5种不同程度老化,然后再进行-5℃条件下的应力松弛试验,研究老化对其应力松弛性能的影响并建立耦合老化程度因子的松弛模量模型。对比不同老化程度沥青混合料的松弛模量曲线,发现老化程度与松弛时间之间存在一定的等效性;基于材料黏度的自由体积理论,通过假设沥青混合料的自由体积分数与老化程度间呈线性关系,研究并建立了沥青混合料的老化程度-松弛时间等效移位因子;对松弛模量主曲线分别采用Burgers模型和不同单元数目的广义Maxwell模型进行非线性拟合,表明广义Maxwell模型在表征松弛模量变化时优于Burgers模型,且单元数越多,拟合精度越高,考虑到拟合精度和参数数目,推荐采用六单元广义Maxwell模型,并建立耦合老化程度因子的松弛模量模型。     

排水沥青混合料动态模量试验研究

动态模量指标能够真实有效的反应环境一车辆一路面系统下的真实特性,通过对PAC-5、PAC-10、PAC-13(细型)、PAC-13(中型)、PAC-13(粗型)5种不同结构参数的排水沥青混合料进行研究分析,比较了5种排水沥青混合料不同加载频率以及不同试验温度条件下的动态模量。结果表明动态模量受温度、加载频率、试验温度的影响,同时在同等试验条件下,不同结构类型的排水沥青混合具有不同的动态模量值。     

沥青与沥青混合料路用性能灰色关联性分析

该文通过对不同标号基质沥青进行一系列的试验,获取了沥青的常规试验指标、PG性能指标及其他流变学指标,并且进行了3种沥青混合料的级配设计与性能试验;试验完成后,就沥青与沥青混合料的各项路用性能指标进行了灰色关联度分析,分析认为:沥青的零剪切粘度ZSV与60℃动力粘度、混合料高温性能灰色关联度较高;沥青的玻璃化转变温度Tg与BBR试验蠕变速率m、沥青混合料的低温性能及水稳定性能关联性较大。     

沥青混合料动态模量数值预测方法

为了更好地预测沥青混合料的动态模量,利用工业CT采集数字图像,并与数值模拟技术相结合,从三维细观尺度研究了混合料结构对其性能的影响。首先采用工业CT扫描沥青混合料试件,获取其内部的真实三维细观结构,再开发程序建立沥青混合料的三维数值试样。将沥青混合料中的集料设为弹性体,将沥青砂胶设为粘弹性体,并采用修正的广义Maxwell模型表征,拟合出Prony级数的剪切松弛模量参数,作为有限元的输入参数。最后进行不同温度和频率下的沥青混合料间接拉伸动态模量数值模拟。结果表明:预测值和实测值吻合良好,基于三维细观尺度预测沥青混合料动态模量切实可行;该方法克服了传统沥青混合料数值模拟方法的局限性。     

沥青混合料动态模量预测方法研究

首先,采用3层复合微观模型与GSCS微观模型,推导出沥青胶浆动态模量与沥青混合料动态模量之间的换算公式。其次,选取8种沥青并拌制沥青混合料,通过试验分别测定沥青胶浆及沥青混合料的动态模量,对推导出的换算公式进行验证。结果表明:利用修正的GSCS微观模型和3层复合微观力学模型,可根据沥青胶浆的动态模量准确预测沥青混合料的动态弹性模量和动态剪切模量,具有一定的实用价值。     

国产岩沥青混合料动态模量研究

为了研究岩沥青改性沥青混合料的动态特性,应用简单性能试验机(SPT)测试了不同掺量岩沥青改性沥青混合料在不同温度和荷载频率下的动态模量与相位角,分析频率、温度对沥青混合料动态特性的影响。通过非线性最小二乘法采用Sigmoidal模型拟合沥青混合料动态模量曲线,根据时-温等效原理,确定了沥青混合料动态模量主曲线,结果表明:岩沥青改性沥青混合料可以有效提高混合料的动态模量,改善其力学性能。     

沥青混合料动态模量影响因素探讨

该文在调查、了解国内外许多沥青混合料动态模量试验研究的前提下,提出了一整套适合我国的动态模量试验方法,分析了动态模量的主要影响因素。     

大粒径沥青混合料动态模量研究

大粒径沥青混合料由于其优良的力学性能,被广泛地应用于我国沥青混凝土路面下面层结构中,随着半刚性基层材料在使用过程中所表现出的与面层粘结性差、易开裂等缺点,将大粒径沥青混合料作为沥青混凝土路面基层材料的趋势越来越得到重视.作为基层材料,大粒径沥青混合料的回弹模量将直接影响到沥青混凝土路面结构的承载能力.沥青混凝土路面承受汽车动态荷载作用.产生相应的动态力学响应.材料的动态模量更具有实际意义.本文在对AC25、AC30两种大粒径混合料的动、静态模量进行试验研究的基础上,建立了材料动、静态模量之间的关系,为相应的研究和力学计算提供参考,同时.还对两种沥青混合料的应力依赖性进行了研究.     

沥青混合料室内外动态模量相关性研究

研究沥青混合料动态模量对设计体系由静态向动态转变有着重要意义.研究主要涉及沥青混合料室内外动态模量相关因素确定,以及两者间相关关系分析.研究中采用间接拉伸重复加载设备,量测了沥青混凝土路面芯样的动态模量,对数据进行了线性回归分析;使用落锤式弯沉仪(FWD)在取芯位置进行了弯沉量测,根据人工神经网络程序反算了路面各结构层模量;将芯样实测动态模量转换为"室内复合动态模量",并利用分段平均处理法对室内外沥青混合料动态模量数据进行了线性回归分析,使其相关系数达到0.7.     

沥青混合料动态模量主曲线研究

沥青混合料是典型的粘弹性材料,其力学性质受温度和荷载作用频率的影响很大,基于时间-温度置换原理的沥青混合料的动态模量主曲线可以很好的描述这一行为,在路面结构设计和力学分析中具有重要作用。在介绍沥青混合料动态模量主曲线的原理的基础上,以2种类型的Superpave沥青混合料为例,详细叙述了利用时间—温度置换原理确定沥青混合料动态模量主曲线的步骤,并绘制了主曲线和时间—温度转化关系图用以描述沥青混合料的粘弹性。     

沥青混合料动态模量及其变化规律研究

作为一种黏弹性材料,沥青混合料力学响应特征随环境的变化而变化。为了对沥青路面响应进行力学分析,需要对其变化规律进行研究。该文以AC-16沥青混合料的动态模量室内试验数据为基础,对沥青混合料动态模量随荷载频率及试验温度的变化规律进行研究,利用Sigmoidal模型及时温等效原理拟合得到AC-16沥青混合料的动态模量主曲线和位移因子,利用WLF方程得到位移因子随试验温度变化规律的数学模型,最后给出该种沥青混合料动态模量关于试验温度和荷载频率的变化规律,以更好地模拟沥青混合料在不同的温度下随汽车速度变化,其力学响应的变化规律。     

沥青混合料动态模量温度修正研究

为分析和评估沥青路面的承载能力,以及研究在车辆荷载的反复作用和环境影响下沥青层模量的衰减规律,需对沥青层反算模量进行温度修正,在相同的温度条件下进行比较。为了得到沥青层反算模量或沥青混合料动态模量温度修正系数,通过室内成型沥青混合料试件或现场路面取芯,应用简单性能试验机(SPT)测试沥青混合料试件的动态模量,回归沥青混合料动态模量与温度关系模型,建立沥青混合料动态模量温度修正模型。结果表明:指数函数能较好地拟合沥青混合料动态模量与温度的关系,推荐的沥青混合料动态模量温度修正模型能很好地反映沥青混合料在标准温度下的模量值。     

高劲度模量沥青混合料力学性能试验研究

通过测试几种高劲度模量混合料在不同温度下回弹模量、动态模量和劲度模量,比较其高劲度混合料的性能,得出测试的高劲度模量混合料的回弹模量明显高于一般的沥青混合料;掺加一定比例外加剂PR.M可以提高沥青混合料的回弹模量;20℃劲度模量试验结果表明,橡胶沥青混合料劲度模量最高,硬质沥青、SBS改性沥青劲度模量相当,橡胶沥青混合料ARAC20达到了高劲度模量沥青混合料标准。