沥青胶结料与混合料复数模量模型及应用

发布时间：2017-04-09 16:22

  本文关键词：沥青胶结料与混合料复数模量模型及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：沥青为典型的黏弹性材料,对沥青材料和沥青路面结构进行黏弹性力学分析可更客观地反映其力学行为特性,从而更好的解决路面病害问题。路面结构力学响应分析是解释路面病害机理并进行路面结构设计的核心,而建立路面材料的黏弹性模型则是力学响应分析的基础。本文首先对现有的三类沥青胶结料与混合料黏弹性模型(诺谟图、数学模型和力学模型)进行评价。结果表明由经验得到的诺谟图涉及到复杂的应力状态,不能够得到沥青胶结料基本的工程力学特性；而数学模型的动态模量和相位角主曲线由不同的数学表达式得到,不符合K ronig-Kramers关系,且它们的时间-温度位移因子也不相同,不符合线黏弹性基本原则；力学模型由于缺少黏壶元件,在低频条件下无法准确的表征沥青胶结料或混合料的线黏弹特性。其次,对MHN (Modified Havriliak-Negami)模型进行改进,得到符合沥青胶结料与混合料线黏弹性性质的改进MHN复数模量模型,进而推导出存储模量和损失模量表达式,并利用非线性最小化算法确定模型参数。结果表明利用改进MHN模型,可以使沥青胶结料或混合料在复数域和频率域内的表征包含同样的信息,并且同样的时间-温度位移因子适用于各种黏弹特性表征方程,为沥青胶结料与混合料黏弹特性提供了一致性的描述方法。最后,采用自行开发的APRA (asphalt pavement response analysis)黏弹性层状体系软件并基于改进MHN模型参数对典型高速公路沥青路面结构的黏弹性响应进行分析,分析了不同温度、不同行车速度下的沥青层永久变形的关键力学响应(沥青层中部的竖向应变),以及疲劳开裂的关键力学响应(沥青层底部的水平应变)。结果表明随着温度增加、行车速度减小,沥青层中部的竖向压应变及沥青层底部的水平拉应变峰值增加,竖向压应变增加的幅度尤为明显,表明温度增加、行车速度减小会使沥青层发生更大的永久变形。
【关键词】：沥青 复数模量模型 黏弹性 主曲线
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 问题的提出9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 研究内容与技术路线11-13
• 1.3.1 研究内容11-12
• 1.3.2 技术路线12-13
• 2 沥青胶结料及混合料线黏弹性基本原理13-21
• 2.1 沥青材料线黏弹特性13-14
• 2.2 动态力学分析14-16
• 2.3 Kronig-Kramers关系16-17
• 2.4 时间-温度等效原理(TTSP)17-18
• 2.5 主曲线18-20
• 2.6 本章小结20-21
• 3 沥青胶结料及混合料现有模型评价21-28
• 3.1 数学模型21-23
• 3.1.1 CA模型21-22
• 3.1.2 CAM模型22
• 3.1.3 Zeng模型22-23
• 3.1.4 S型模型23
• 3.2 力学模型23-27
• 3.2.1 Huet模型25
• 3.2.2 Huet-Sayegh模型25-26
• 3.2.3 2S2P1D模型26-27
• 3.3 本章小结27-28
• 4 改进MHN复数模量模型28-59
• 4.1 公式推导28-31
• 4.2 沥青混合料模型分析31-39
• 4.2.1 沥青混合料复数模量试验31-35
• 4.2.2 试验数据处理及分析35-37
• 4.2.3 SBS改性沥青混合料模型分析37-39
• 4.3 沥青胶结料模型分析39-57
• 4.3.1 MHN模型参数确定39-40
• 4.3.2 沥青胶结料黏弹液体模型分析40-51
• 4.3.2.1 原样沥青胶结料模型主曲线确定40-44
• 4.3.2.2 压力老化后的沥青胶结料模型主曲线确定44-46
• 4.3.2.3 高模量沥青胶结料模型主曲线确定46-49
• 4.3.2.4 EVA改性沥青胶结料模型主曲线确定49-51
• 4.3.3 沥青胶结料黏弹固体模型分析51-57
• 4.3.3.1 SBS改性沥青胶结料模型主曲线确定51-55
• 4.3.3.2 水泥填料沥青胶结剂模型主曲线确定55-57
• 4.4 本章小结57-59
• 5 改进MHN模型的应用59-67
• 5.1 路面结构黏弹性响应计算59-62
• 5.2 典型路面结构黏弹性响应结果与分析62-66
• 5.2.1 沥青层中部竖向应变分析与比较62-64
• 5.2.2 沥青层底部水平应变分析与比较64-66
• 5.3 本章小结66-67
• 结论67-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况72-73
• 致谢73-74

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈佩林;周进川;张肖宁;何演;;沥青胶结料低温拉伸试验研究[J];中外公路;2006年02期

2 吴少鹏;江承建;林俊涛;KIN Jenkins;朱祖煌;;老化沥青胶结料的疲劳特性研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2013年03期

3 郑晓光;麻旭荣;;高模量沥青胶结料评价指标的研究[J];上海公路;2014年02期

4 王利泉,谢素琴;彩色沥青胶结料的研究与应用[J];市政技术;2003年02期

5 田小革,郑健龙,张起森;老化对沥青胶结料常规指标的影响[J];石油沥青;2004年02期

6 张蓉;;川九路沥青胶结料的选择[J];西南公路;2004年01期

7 李新军;李立寒;;现场老化对沥青胶结料性能的影响(英文)[J];建筑材料学报;2007年02期

8 侯昭光;应荣华;黄国威;;旧路面回收沥青胶结料性能的试验分析与评价[J];北方交通;2010年06期

9 张育北;周世康;李锐铎;朱存贞;孙振阳;;温拌剂对沥青胶结料性能影响研究[J];河南城建学院学报;2013年04期

10 李智慧;谭忆秋;;沥青胶结料疲劳性能研究现状分析[J];石油沥青;2008年05期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 吴少鹏;朱国军;陈筝;刘志飞;;基于实验室内沥青紫外老化流变学行为和特性的研究[A];中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集[C];2008年

2 曹庭维;吴少鹏;刘聪慧;张涛;;TPS改性沥青胶结料及其混合料的抗剪切性能研究[A];中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集[C];2008年

3 赵(亻黾);曹荣吉;;沥青胶结料路用性能评价指标的研究[A];中国公路学会2005年学术年会论文集（上）[C];2005年

4 张锐;黄晓明;赵永利;;新型沥青混凝土添加剂路孚8000的性能研究[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛（交通运输工程学科）论文集（下册）[C];2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 王子立;抗紫外线温拌沥青的研制[D];山东建筑大学;2016年

2 陈培松;沥青胶结料与混合料复数模量模型及应用[D];大连理工大学;2016年

3 向东;冷再生沥青胶结料试验方法及性能评价研究[D];重庆交通大学;2013年

  本文关键词：沥青胶结料与混合料复数模量模型及应用，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：295665