基于180s劲度模量的低温开裂指数预测

提出了一种通过材料性能测试,预测5~10年状况下沥青路面实际开裂的方法。依托开裂指数同沥青材料低温性能的关系,利用CAM模型(一种数学模型)拟合得到了5类常用沥青的180 s劲度模量值,预测并提出了PAV(压力老化)状态下各类沥青的开裂指数。通过数据分析,验证了该种模拟方式预测的准确性。借助长吉高速实地芯样开裂情况调研,验证CI值(低温开裂指数)对沥青路面实际开裂水平的预测效果。结果表明,CAM模型下得到的沥青梁180 s模量计算方法简单,数据置信度高,预测得到的SBS改性沥青开裂指数与路面实际开裂水平一致,证明了利用沥青材料性能预测路面实际抗裂能力这一方法的可行性。依据规范提法,给出了五类北方常用沥青的CI值参考区间。

纤维沥青混凝土的等效劲度模量

根据复合材料细观力学理论探讨了低温条件下纤维沥青混凝土的等效劲度模量的分析方法。应用Y.H.Zhao和G.J.Weng提出的纤维增强复合材料的等效模量公式,计算了具有不同纤维掺量的沥青混凝土在不同温度状态下的等效劲度模量,对计算结果与劈裂试验结果进行了比较和误差分析。从温度、纤维掺量和纤维性状3个方面分析误差产生的原因,其中温度为主要影响因素,而纤维本身的性能对结果误差基本没有影响,根据误差分析结果提出计入温度影响的纤维沥青混凝土等效模量公式,通过修正公式计算得到的结果与试验结果取得较好的一致性。

疲劳试验中沥青混合料的弯拉劲度模量

为了确定弯拉劲度模量是否适用表征疲劳过程中试件的力学状态变化,通过控制应变的小梁疲劳试验,研究了沥青混合料疲劳过程中弯拉劲度模量随应变水平的变化情况,应变水平的变化模拟了实际路面厚度变化变化对层底拉应变的影响。结果表明:当应变水平较高时,沥青混合料弯拉劲度模量随荷载作用次数的增加而急剧减小;随着应变水平的降低,衰减趋势逐渐变缓;通过研究发现,弯拉劲度模量可以用于表征应变疲劳过程中沥青混合料试件力学状态变化,并由此推算混合料的疲劳寿命。

基于常规试验数据的沥青劲度模量一般公式表达

在范得普诺模图的基础上,以针入度指数PI和实际温度与软化点(环球法)的差ΔT为变量,通过回归分析,推演了基于常规试验数据的沥青劲度模量一般公式表达。比较显示,查图与公式预测的沥青劲度模量达到了相当高的一致性,在保证率为90%时,误差对应的温度差不超过2℃。公式表达完成了从诺模图模拟性到数学确定性的转换,方便了使用,保证了精度,并为常规试验表示的沥青劲度融入现代计算技术提供了条件。此外,本文的成果,也为研究开发利用常规试验数据理性地描述沥青性质的方法准备了前提。

沥青混合料静态蠕变劲度模量与动稳定度的关系

用轮辙试验的动稳定度(以下简称DS)指标反映沥青路面的高温车辙行为具有较好的一致性,但不能作为计算参数用于沥青路面结构设计。通过研究不同沥青混合料的DS和静态蠕变劲度模量的响应,试图将DS指标与静态蠕变劲度模量建立联系用作为沥青路面结构设计参数。选择了AC13和AC25两种级配、60#/70#基质沥青和5%SBS改性沥青两种结合料、花岗岩和石灰岩两种集料,分别进行了车辙试验和静态蠕变试验,其中车辙分别采用5 cm和7 cm厚度试件。结果表明,对同类型级配、结合料、集料和同一车辙厚度的沥青混合料,其DS和静态蠕变劲度模量有良好的相关性,相关系数R2高达0.9以上。但综合考虑级配、结合料、集料和结构厚度等因素后,DS与静态蠕变劲度模量的线性相关性并不理想,其相关系数R2只达到0.591 2。因此,试图将DS转换为静态蠕变劲度模量用作为沥青路面结构设计参数的可行性有待进一步研究。

面层沥青混合料弯曲劲度模量取值研究

沥青混合料的弯曲劲度模量是沥青路面结构设计与性能评价的重要参数。对面层沥青混合料而言,模量的大小与材料的力学与路用性能密切相关。但目前研究中对沥青路面结构设计与行为分析中合理模量参数取值的重要性认识较为不足,针对模量取值与预测方面的研究相对较少。本研究通过收集既有沥青混合料弯曲劲度模量数据,建立模量数据库,通过适当的数学处理获得不同条件下的混合料模量代表值。结果表明:沥青混合料弯曲劲度模量代表值随温度、沥青用量与沥青类型的变化基本符合既有研究中获得的变化关系,对大数据进行数学处理获得的代表值具有较好的代表性;利用数学回归方法,建立不同条件下的混合料模量预测方程,经验证所建立的模量对数模型具有较高的拟合精度与再现性,可为沥青路面结构设计与行为分析中模量参数的取值提供参考。

改性沥青劲度模量比的测试方法

在沥青中加入各种聚合物后。其性能得到了改善,它可降低沥青的温度敏感性,本文介绍了测定聚合物改性沥青在高温时的劲度模量及劲度比的一种简单而有效的方法。

利用实测特征值校正结构劲度矩阵

利用结构实测的特征值参数对反演或计算得到的劲度矩阵进行校正，以便修正结构高阶特征值和特征向量，以计算特征值与实测特征值的差构造残差向量，根据最小二乘法原理确定校正参数因子，给出了有关校正迭代计算公式，算例表明本文方法具有较高精度。

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。

沥青混合料的松弛劲度模量

通过应力松弛试验得到了应力的变化历程，求得试验温度下各加荷时间的松弛劲度模量；再通过时间—温度换算法则，绘制了松弛劲度模量曲线簇；经过少量试验，得到了覆盖足够实用要求的温度、时间的应力松弛模量。同时验证了在基础沥青中加入了苯橡胶后的改性效果。

封闭式扬声器系统空气劲度的非线性研究

当封闭式扬声器系统工作于大信号状态时,箱体内空气劲度将产生非线性效应,进而影响系统的性能。为研究此非线性效应,从理想气体多变过程的状态方程出发,推导了封闭式扬声器系统的非线性空气劲度的理论公式。研究发现,封闭式扬声器系统的非线性空气劲度与扬声器单元振膜的振动位移、有效辐射面积、箱体的有效容积和多变系数等主要因素有关。通过实验,分别测量了封闭式扬声器系统与扬声器单元的非线性劲度,二者相减获得封闭式扬声器系统的非线性空气劲度。实测数据与理论计算得到很好的吻合。

基于劲度模量分析的橡胶沥青混合料疲劳寿命研究

为了准确地预测橡胶沥青混合料的疲劳寿命(Nf),分析Nf与劲度模量衰减量(SMD)、劲度模量衰减量相对变化率(SMDR)的相关性,根据累积劲度模量衰减量相对变化率(CSMDR)分别建立了其与疲劳荷载次数的函数关系式和损伤模型,基于SMDR与损伤演化速率的相关性分析建立了疲劳方程。结果表明:应用SMD不能很好地预测Nf,SMDR表征了产生损伤变形的劲度模量衰减量占总衰减量的比例,可用于损伤演化分析和Nf预测;建立的函数关系式和损伤模型能分别准确地刻画CSMDR的变化特征和非线性损伤演化规律;建立的疲劳方程能准确地预测橡胶沥青混合料的Nf。

蠕变劲度模量—评估沥青混合料路用性能的有效指标

本文在分析我国现行沥青混合料设计方法之不足的基础上,对于沥青混合料的力学指标蠕变劲度模量进行了研究。结果表明,该指标既同沥青混合料的组成密切相关,又能反映沥青混合料的路用性能,因而可以用于沥青混合料的组成设计、路用性能评估以及路面结构设计,这一指标的应用将使得我国现行沥青混合料设计方法的缺陷得以弥补成为可能。此外,本文还对这一指标的应用前景进行了探讨。

基于剪切松弛试验的沥青低温劲度模量反演方法

利用动态剪切流变仪(DSR)对不同沥青进行低温剪切松弛试验,获得剪切松弛模量,并求出蠕变柔量的解析解和Matlab解,进而反演得到劲度模量(S_(shear))及其变化率(mshear);另外利用弯曲梁流变仪(BBR)测得沥青劲度模量(S)及其变化率(m),对反演结果S_(shear)、mshear进行验证.结果表明:Matlab求解方法与解析解法虽直观表达形式不同,但结果大小相当;同种沥青的S_(shear)与S值存在稳定比例关系,比例系数约为4.5;不同沥青在60 s时的S_(shear)、mshear值与BBR实测结果呈正比关系,比例系数分别约为4.5和1.1;从Kendall秩相关系数来看,不同沥青反演结果与实测结果排序具有良好的一致性,故通过剪切松弛试验对沥青低温劲度模量进行反演是可行的.

SBS改性沥青低温劲度模量研究

沥青的低温劲度模量与其低温性能密切相关,SBS改性沥青的低温评价指标的确定是反映混合料的低温抗裂能力的基础和前提,本文采用沥青劲度模量的理论模型对五种SBS改性沥青结合料的5℃延度和不同温度下的劲度模量进行研究;同时为了验证试验结果的合理性,采用同一级配,进行了五种沥青混合料的低温弯曲试验,对混合料的低温劲度和弯曲应变能密度与沥青的劲度模量-10℃及5℃延度进行了回归分析。结果表明:沥青结合料的-10℃劲度模量值与低温劲度和应变能密度具有明显的相关关系,可以将沥青的-10℃的劲度模量作为SBS改性沥青的低温评价指标。

沥青混合料劲度模量获取方法研究

获取沥青混合料的劲度可以通过沥青劲度、诺模图、直接测试等方法获得;在劲度模量预估方面,主要有Witczak模型、Hirsch模型和ShellOil模型;在数字图像分析方面,介绍了沥青混合料数字化方法及常用的力学分析方法,建立基于离散元的混合料微观空间结构的力学模型,得出具有高可靠性、高精确度的劲度模量力学预估方法。

劲度模量对路面结构疲劳寿命的影响

旨在测定各种材料参数对路面结构疲劳寿命的影响性。目前很多种混合物可以用于路面铺筑,它们有着不同的劲度模量。沥青层失败的主要原因可能是层底水平张力造成的。在推测基础上,得到不同层次的不同参数是影响路面疲劳寿命的最重要因素。

沥青弯曲蠕变劲度试验介绍

在寒冷地区,沥青低温开裂问题尤为普遍,为此SHRP计划通过沥青弯曲蠕变劲度(BBR)试验进行控制沥青在低温环境下的性能。该文重点介绍沥青弯曲蠕变劲度试验原理、试验方法,并通过试验案例,用数据简单直接的表明弯曲梁流变仪蠕变劲度S和蠕变速率m值,进而进行沥青低温性能评价。

劲度模量与路面结构疲劳寿命的研究

目前很多种混合物可以用于路面铺筑,它们有着不同的劲度模量。然而,匈牙利沥青路面设计方法不能把握这一点。沥青层失败的主要原因可能是层底水平张力造成的。产生许多关于路面结构性质的推测,地基、基层、结合料因素及路表因素。在这些推测基础上,可以看到,不同层次的不同参数是影响路面疲劳寿命的最重要因素。

有限元计算中劲度矩阵存贮量优化方法的探讨

1 引言 带宽优化在有限元计算中具有很重要的意义。在土工和结构问题有限元计算中,若其整体劲度矩阵不采用常用的一维压缩存贮,其存贮量将为自由度的平方级,即使大型计算机也很难接受中小型有限元计算的题目。若仅采用一维压缩存贮。