沥青混合料蠕变柔量转换松弛模量的新方法

发布时间：2021-09-17 05:38

　　为了精确、简便地在广泛时间域内获得沥青混合料的松弛模量,提出了一种利用蠕变柔量转换求解松弛模量的新方法。该方法的主要实现过程为:（1）利用沥青混合料单轴压缩蠕变试验的测量结果获取蠕变柔量;（2）根据松弛模量和蠕变柔量在频率域内的关系,即复数模量和复数柔量互为倒数,得到了松弛模量Prony级数表达式中的黏弹性参数;（3）根据确定的黏弹参数确定松弛模量。针对两种沥青混合料在5个不同温度下的单轴压缩蠕变试验测量结果,利用该方法将蠕变柔量转换得到松弛模量,并根据松弛模量和蠕变柔量在时间域内的关系验证了松弛模量求解的准确性,然后根据时温等效原理绘制了两种类型沥青混合料松弛模量的主曲线。计算结果表明:基于单轴压缩蠕变试验的测量数据,可采用提出的新方法准确计算出沥青混合料在不同温度下的松弛模量,控制误差绝对值在1.4%以内;根据在不同温度下计算得到的松弛模量,绘制松弛模量主曲线可表征更广时间和温度范围内的沥青混合料松弛性质,从而更加全面地描述沥青混合料的黏弹性性质,为沥青混合料的黏弹性分析提供了有效的方法。 

【文章来源】：公路交通科技. 2017,34(11)北大核心CSCD

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【部分图文】：

沥青混合料各温度下蠕变柔量测量曲线

?荽拥?s开始。在测得沥青混合料在各温度下的蠕变柔量后，第3节将根据本研究提出的方法求解各温度下的松弛模量并绘制松弛模量主曲线。3求解松弛模量并绘制松弛模量主曲线3.1单一温度下松弛模量求解在得到各个试验温度下蠕变柔量的测量数据后，采用广义Kevin模型对蠕变柔量测量数据进行最小二乘法拟合。由于蠕变试验时长较短，在进行拟合时，取n=2并将Dg，D1，D2，τ1，τ2均看作拟合参数，各温度下蠕变柔量拟合参数(即黏弹性参数)如表2所示，其中AC－13C沥青混合料最终求得的拟合曲线如图2所示。由表2知，各温度下蠕变柔量拟合结果的判定系数均大于0.999，由此证明广义Kelvin模型可以很好地表征沥青混合料的蠕变性质。图2沥青混合料各温度下蠕变柔量拟合曲线Fig.2Fittedcreepcompliancecurvesofasphaltmixtureatdifferenttemperatures表2各温度下蠕变柔量黏弹性参数Tab.2Viscoelasticparametersofcreepcomplianceatdifferenttemperatures混合料温度/℃Dg/(×10－3MPa－1)D1/(×10－3MPa－1)τ1/sD2/(×10－3MPa－1)τ2/sＲ2AC－1300.04890.03075.78620.072568.92710.9996100.08190.09786.79110.4567120.9040.9996200.20170.40048.42682.2148112.6070.9998300.452281.35847.20665.972686.93050.9997401.21963.49766.59779.629672.58960.9994AC－2000.057040.037666.42980.090080.73540.9996100.10230.11656.93700.4863100.5910.9998200.23710.50527.25181.832884.28270.9998300.64571.69147.45674.619686.74050.9997401.53683.61636.18359.243276.40290.9993在确定广义Kelvin模型的黏弹性参数后，根据式(8)求解各角频率下的存储柔量和损?

混合料温度/℃Ee/MPaE1/MPaρ1/sE2/MPaρ2/sAC－1306532.70598255.15993.17155275.846236.8389101571.38207431.81692.69583214.155536.647320355.00033791.5892.2624810.767828.676930128.48181837.55071.4595244.983324.68554069.7023656.91761.464593.306427.2797AC－2005413.49397501.50143.41394616.190942.0281101418.25005867.67602.79132486.539333.590120388.33053197.94241.9438630.856727.929930128.48181837.55071.4595244.983424.68554069.4621491.33571.629789.910830.1803图3沥青混合料各温度下松弛模量曲线Fig.3Ｒelaxationmoduluscurvesofasphaltmixtureatdifferenttemperatures为了验证本研究提出的蠕变柔量转换松弛模量方法的准确性，采用式(1)所示的时间域内蠕变柔量和松弛模量的关系进行评价。令h(t)表征式(1)的左式，即:h(t)=∫t0E(t－ξ)?D(ξ)?ξdξ，(12)然后将广义Maxwell模型和广义Kelvin模型的Prony级数表达式代入式(12)可得:h()t=∑nj=1DjEe1－exp－tτ[()]j+∑mi=1ρiEiρi－τ{j·exp－tρ()i－exp－tτ[()]}j+DgE!+∑mi=1Eiexp－tρ[()]i。(13)式(13)中的所有参数均已求解并汇总于表2和表3，将各参数值代入式(13)并将求解的结果与数值1进行比较计算误差，即误差函数的表达式为:误差=［h(t)－1］×100%。(14)利用公式(14)计算2种沥青混合料各温度下蠕变柔量转换松弛模量的误差，并以AC－13C为例绘成如图4所示的误差曲线图。由图4可知，采用本研究提出的方法进行蠕变柔量到松弛模量的转换，误差绝对值控制在1.4%以内，且误差随着

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3398077