基于.NET和EXCEL的沥青混合料动态模量主曲线的确定

为了便于沥青混合料动态模量主曲线在自研沥青混凝土路面设计中的应用,在掌握其基本计算原理的基础上,以Visual Studio.Net为开发平台,Excel为数据存储仓库,同时结合Excel中的规划求解功能,研发了可根据相关试验数据即可自动求解沥青混合料动态模量主曲线的系统。测试运行结果显示:系统运行稳定,可根据技术人员输入的试验数据,准确地获得相关的求解结果,同时完成沥青混合料动态模量主曲线的绘制。此外,系统可对输入各单元格的数据的有效性进行检验,避免数据单元格输入文本信息的错误,因此可较大地提高系统的容错能力,也更进一步提高了系统的可靠性。

基于沥青混合料动态模量主曲线参数的沥青路面结构分析

为研究沥青混合料动态模量主曲线参数变化以及交互作用对沥青路面结构响应的影响,采用有限元方法建立沥青路面结构三维模型,并开展半刚性基层和柔性基层沥青路面结构计算;以动态模量主曲线参数δ、α、β、γ为影响因素,以沥青层底最大拉应变、路基顶面竖向压应变为响应目标,采用响应面法(RSM)建立动态模量主曲线参数与沥青路面关键结构响应的响应面模型,分析主曲线参数及其交互作用对沥青路面结构关键响应的影响。结果表明:动态模量主曲线参数对结构关键响应的影响受响应类型和路面结构类型的共同影响,其中参数δ的影响最大,α次之,β、γ的影响相对较小。半刚性基层路面结构的沥青面层层底拉应变和路基竖向压应变不受参数间的交互作用影响,参数α和β的交互作用对柔性基层路面结构的路基竖向压应变影响显著。

沥青混合料动态模量主曲线拟合方法比选及评价

针对试验获取蠕变柔量、松弛模量难度较高、参数不准的问题,采用动态模量主曲线开展研究沥青混合料粘弹性能是有效方法之一。为获取精度较高的动态模量主曲线,对比分析了纯幂函数、幂函数(级数)、Sigmodial和2s2p1d函数四种模型的拟合效果,研究表明:纯幂函数简单实用,但只能适配半个频域范围的主曲线;Prony级数、Sigmodial模型和2s2p1d函数均可以表征动态模量主曲线“S”型特征,但Prony级数在“S”型曲线转折点处拟合效果不佳,Sigmodial模型在低温(高频)扩展段表现不佳,2s2p1d函数具有表征动态模量主曲线整个频率范围特征的优点。研究结论可为动态模量主曲线拟合方法的选择提供参考和借鉴。

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主曲线及其预估模型研究

沥青混合料是典型的粘弹性材料,其力学响应特征与荷载加载方式存在明显相关关系,可以利用动态模量描述沥青混合料在动态荷载作用下的力学响应特征。文章在室内沥青混合料动态试验数据的基础上,利用时温等效原理,研究了内蒙古地区典型沥青混合料动态模量主曲线及其移位因子,并基于西格摩德动态模量主曲线模型和WLE位移因子方程,建立了沥青混合料预估模型。

沥青混合料动态模量主曲线特征参数分析

由于目前的道路设计规范针对动态模量提出了3个使用水平,但未提出动态模量主曲线的使用方法,因此选取河北省典型混合料的多个配合比试件的动态模量测试结果作为统计样本,以Sigmoidal函数为过渡函数建立了主曲线,研究了主曲线特征参数的取值对主曲线方程的影响,分析了各参数与测试温度、混合料级配之间的关系。结果显示:β是影响主曲线形状最明显的参数,表征的是动态模量值对频率的敏感度;随着温度的提升,参数β经历了从负数变化为正数的转折,转折点温度约为30℃。

不同空隙率的沥青混合料动态模量特性

为了研究沥青混合料的动态模量特性,使用UTM材料试验机分别测试了不同空隙率的3种沥青混合料在单轴压缩模式下的动态模量和相位角,并根据时温等效原理构建动态模量、相位角随荷载频率变化的主曲线。分析沥青材料、空隙率、温度和频率对动态模量和相位角的影响。结果表明:使用低标号沥青可使混合料具有较大的动态模量,使其具有较好的高温稳定性和路面结构承载力;随着温度的增加和加载频率的降低,动态模量逐渐减小;相位角主曲线存在峰值,相位角随荷载频率的降低先增大后逐渐减小;空隙率对沥青混合料的高温性能和低温性能有较大影响,对混合料黏弹性影响不大。

不同影响因素下沥青砂浆的动态模量及其主曲线研究

为了分析沥青种类、试验温度和加载频率对沥青砂浆动态模量的影响,以基质沥青、SBS改性沥青、高模量改性沥青砂浆试件为研究对象,进行单轴压缩动态模量试验,测定了沥青砂浆在不同沥青、不同温度、不同频率下的动态模量,建立了沥青砂浆的动态模量主曲线。结果表明:相同温度和加载频率下,3种沥青砂浆动态模量值由大到小的顺序为高模量改性沥青砂浆、SBS改性沥青砂浆、基质沥青砂浆;沥青砂浆动态模量随着试验温度的上升或者加载频率的降低具有相似的下降趋势。不同温度下动态模量值相差较大,加载频率25 Hz时,当温度由-10℃变至20℃,基质沥青砂浆、SBS沥青砂浆及高模量改性沥青砂浆动态模量值分别减小了86%、84%、80%;采用Sigmoidal主曲线模型拟合3种沥青砂浆动态模量数据的相关性较好,利用时温等效原理,可获得更宽温度域和频率域的动态模量值。

基于动态模量试验的高性能沥青混合料黏弹特性研究

沥青混合料动态模量是反映材料黏弹特性的重要表征参数。为研究高性能沥青混合料的黏弹特性,现选取了高黏沥青AC-20、重载沥青AC-20、重载沥青SMA-13、重载沥青SMA-10混合料作为研究对象,借助UTM试验机,开展了不同试验温度和不同加载频率下的动态模量试验,确定了沥青混合料的动态模量主曲线,分析了试验温度和加载频率对沥青混合料动态模量的影响。结果表明,在全温度、全频率范围内,高性能AC类的动态模量大于高性能SMA类,重载沥青SMA-13的动态模量大于重载沥青SMA-10;在低频高温条件下,高黏沥青AC-20的动态模量大于重载沥青AC-20;对比三种不同级配的重载沥青混合料,重载沥青AC-20的动态模量最大,重载沥青SMA-13次之,重载沥青SMA-10最小。

复合多聚磷酸改性沥青混合料动态力学性能

为研究多聚磷酸(polyphosphoric acid,PPA)+SBS复合改性沥青混合料的动态力学性能,采用单轴压缩动态模量试验,分析温度和频率对动态模量和相位角的影响,并基于改进Havriliak-Negam(i HN)模型构建动态模量和相位角主曲线,同时与SBS改性沥青混合料相对比。结果表明:2种沥青混合料动态模量和相位角随温度和频率的变化呈现相同的趋势,HN模型可准确拟合2种沥青混合料的动态模量和相位角主曲线。相较于SBS改性沥青混合料,PPA+SBS复合改性沥青混合料的相位角在-10、20、50℃时均降低,而动态模量在-10℃时降低,20℃时变化较小,50℃时增加;较宽频域范围内,PPA+SBS复合改性沥青混合料在高温低频下动态模量变大,相位角变小,在低温高频下动态模量变小,相位角变化不大;PPA+SBS复合改性沥青混合料具有更优的动态力学性能。

基于广义西格摩德模型研究沥青混合料动态模量和相位角主曲线

针对目前国内评价沥青混合料粘弹性性质时关注动态模量而忽略相位角的性质这一问题,对动态模量主曲线绘制方法进行完善并补充相位角主曲线绘制方法.采用4种沥青混合料试件进行单轴压缩动态模量试验,确定基于广义西格摩德模型的动态模量主曲线和存储模量主曲线,最后根据2种模量主曲线拟合参数计算得到相位角主曲线模型方程.结果表明,在动态模量和存储模量主曲线确定前提下,相位角主曲线拟合情况良好,反映出该方法绘制相位角主曲线是可行的.

基于动态模量主曲线的沥青混合料连续松弛时间谱

通过动态剪切流变试验,结合时温换算法则得到沥青混合料全温全频域内的主曲线;应用相关的计算方法,获得连续松弛时间谱的解析表达式,并研究松弛时间谱在沥青混合料性能研究方面的应用.结果表明,动态剪切流变试验能够有效获得连续松弛时间谱,连续松弛时间谱能够为沥青混合料的工程性能研究提供有利手段.

利用动态模量主曲线研究沥青混合料水稳定性

针对目前国内评价沥青混合料水稳定性试验方法存在的试件个体差异性明显以及试验温度条件单一等不足,利用动态模量主曲线对评价方法进行改进.采用2种沥青混合料进行单轴压缩动态模量试验,随后将其冻融循环并再次进行试验,绘制冻融前后动态模量主曲线.提出动态模量比的概念,并计算各频率下的动态模量比.结果表明,70#基质沥青混合料水稳定性随频率增大而明显增强并逐渐接近SBS改性沥青混合料,并且水损害对两种沥青混合料低频时(或高温时)的粘弹性质影响均更为显著.

再生粗骨料沥青混合料的动态黏弹性特性研究

再生骨料是一种将建筑垃圾中的混凝土块等废料加工而成的再生产品,它可以替代部分天然骨料加入沥青混合料中铺筑路面,有助于减少对天然石材的开采,降低沥青路面的成本。为了研究再生粗骨料沥青混合料的黏弹性特征,针对4种取代率的再生骨料沥青混合料,采用不同频率和温度下的动态模量试验,通过Sigmoid函数建立动态模量和相位角的主曲线,探究再生骨料的掺量(0%、17%、37%、56.7%)对AC-20沥青混合料动态黏弹性特性的影响变化。研究结果表明:在相同频率、相同温度下随着再生骨料掺量的增加,沥青混合料的动态模量减小,这种现象在低温高频条件下表现得更为明显。低温和常温条件下(–10、5、20℃),沥青混合料的相位角随着再生骨料掺量增大而减小,随着频率增加而减小,在中高温条件下再生骨料掺量的变化对沥青混合料相位角的影响规律并不统一。通过动态黏弹性拟合参数结果分析发现Sigmoid模型的拟合参数变化趋势与再生掺量增幅之间存在着较大的相关性。该研究聚焦于道路工程中建筑垃圾资源化利用的环保设计需求,可为建筑垃圾应用于道路养护工程提供试验参考,可作为教学案例应用于工程领域的研究生课程。

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。

泡沫(乳化)沥青冷再生混合料动态模量特性及其主曲线研究

为了指导泡沫（乳化）沥青冷再生混合料的设计和应用,采用简单性能试验机（SPT）测试了不同水泥和泡沫（乳化）沥青掺量的冷再生混合料的动态模量,开展了动态模量关键影响因素试验温度、加载频率、水泥剂量、泡沫沥青用量的方差分析,并根据时间-温度等效原理利用非线性最小二乘法拟合得到了20℃参考温度下的动态模量主曲线。试验结果表明,水泥和泡沫（乳化）沥青用量均对冷再生混合料的动态模量有显著影响,随着水泥掺量增大,冷再生混合料动态模量增大,适宜的水泥掺量为1.5%~2.0%,动态模量在最佳泡沫（乳化）沥青用量时达到峰值。采用规划求解所确定的动态模量主曲线可预测加载频率以外的动态模量,《公路沥青路面再生技术规范》（JTG F41-2008）推荐的泡沫（乳化）沥青冷再生混合料15℃抗压回弹模量1 400~1 800 MPa,对应的动态模量主曲线加载频率为0.01~10.05 Hz,20℃抗压回弹模量1 000~1 400 MPa,对应的动态模量主曲线加载频率为0.01~10.2 Hz。推荐路面结构动态设计时泡沫（乳化）沥青冷再生混合料10 Hz动态模量为3 500~5 500MPa,5 Hz动态模量为3 000~5 000 MPa。

添加剂型高模量沥青混合料性能试验对比研究

针对干线沥青路面在重载交通条件下的早期损坏问题,本文选用3种不同类型的高模量剂,分别在其最佳掺量下配制高模量改性沥青,对3种沥青胶结料及SBS改性沥青的技术指标进行试验对比分析,并在此基础上进行沥青混合料的配合比设计,最终实现对高模量沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、动态模量等路用性能评价。

大粒径沥青混合料的动态模量主曲线评价分析

使用MTS810试验系统对LSAM-25、Superpave25、ATB-25 3种大粒径沥青混合料的动态模量进行试验,并通过Sigmoidal模型动态模量主曲线、相位角、时温转换移位因子分析其温度、荷载频率依赖性,研究分析表明:矿料结构、沥青胶结料性质是大粒径沥青混合料的主要影响因素。

发展沥青混合料间接拉伸动态模量及其主曲线(英文)

沥青混合料的动态模量是沥青路面设计的重要参数,间接拉伸试验的优势决定了在该试验模式下测定沥青混合料动态模量的重要意义。采用我国3种典型的沥青混合料,在间接拉伸试验模式下,基于GPM测试模式,通过修正的二轴方向的应力和应变决定沥青混合料的动态模量。根据时间-温度转换原则,通过Hirsch模型估算混合料模量极大值,分别采用Global Aging模型和Arrhenius模型获得移位因子,通过数值优化发展了参考温度为20℃的3种典型沥青混合料动态模量及相位角主曲线,得出了主曲线的Sigmoidal数学模型,拟合的相关系数R2均在0.99以上,表明模型拟合效果非常好。

低标号高模量剂在沥青混合料中的应用

通过高温车辙试验、低温小梁试验、冻融劈裂试验和动态模量试验,研究低标号高模量剂与集料的拌和温度及拌和时间对高模量沥青混合料的动态模量和路用性能的影响。研究结果表明:拌和温度升高,有利于提高低标号高模量剂的改性效果,但存在最佳的温度区间,180~190℃时,高模量沥青混合料的各项性能满足技术指标,温度高于190℃,高模量沥青混合料的性能衰减过快;拌和时间延长,可以提高低标号高模量剂与集料的拌和效果,但时间过长,沥青容易发生老化,影响高模量沥青混合料的性能,推荐低标号高模量剂与集料的拌和时间为15 s。