[发明专利]一种沥青混合料高温蠕变失稳点流变次数的确定方法

摘要

本发明公开了一种沥青混合料高温蠕变失稳点流变次数的确定方法，其包括以下步骤：先通过无侧限抗压强度试验和单轴贯入试验，获得沥青混合料抗剪强度参数及最不利荷载作用下破坏面上的剪应力值；再通过某一应力水平的循环荷载作用下沥青混合料的单轴动态蠕变曲线分析沥青混合料的高温变形失稳特性，确定其第三阶段失稳点及对应流变次数FN；最后通过5组不同应力水平的循环载荷作用下的单轴动态蠕变试验，建立失稳流变次数与失稳破坏面上剪应力水平之间的定量关系，即剪切疲劳方程。利用本发明提供的方法，可得到任意沥青混合料的压剪疲劳方程，从而可预测任意应力水平循环荷载作用下对应沥青混合料高温蠕变失稳点流变次数FN。

主权项

1.一种沥青混合料高温蠕变失稳点流变次数的确定方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)测定抗剪强度参数1‑1)无侧限抗压强度值利用无侧限抗压强度试验获取沥青混合料的无侧限抗压强度值σu，并画出沥青混合料无侧限受压破坏状态下的应力莫尔圆；1‑2)单轴贯入强度值将C1作为最大主应力值σ1的强度参数，C3作为最小主应力值σ3的强度参数；通过有限元模拟分析计算当沥青混合料泊松比为0.35、贯入强度为1MPa时，强度参数C1和C3的值；通过单轴贯入试验得到的最大贯入压力P乘以强度参数C1获得最大主应力值σ1，乘以强度参数C3获得最小主应力值σ3，并画出沥青混合料单轴贯入破坏时的应力莫尔圆；1‑3)抗剪强度参数以莫尔‑库伦理论为前提，将所述沥青混合料无侧限受压破坏状态下的应力莫尔圆和沥青混合料单轴贯入破坏时的应力莫尔圆在同一个坐标系下表示，可得：其中，c为沥青混合料的粘聚力；为材料的内摩擦角；τ₀为无侧限受压破坏时破坏面上的最大剪应力值；(2)流变次数FN的测定将单轴动态蠕变试验设置多级荷载，获得各级荷载σn条件下材料变形与循环加载数间的关系，即蠕变曲线，利用所得蠕变曲线确定材料失稳点所对应的流变次数FN，所述流变次数FN即看作材料循环破坏寿命；(3)疲劳方程的拟合将疲劳方程设定为破坏面上的剪应力比与流变次数FN的关系，如式(4)所示：其中，a和b均为待定常数，τ0为沥青混合料无侧限受压破坏时破坏面上的最大剪应力值，τn为沥青混合料在各级荷载σn作用下剪切面上的剪应力；τn计算如式(5)所示；式(5)中，已知σ_u和荷载σ_n，即能够计算得到τ_n，由此进一步求得τ_n/τ₀，结合单轴动态蠕变试验所得荷载σ_n下的F_N，利用疲劳方程式(4)拟合得到a、b参数值；(4)任意载荷水平下蠕变曲线失稳点流变次数的预测拟合得到a、b参数值后，疲劳方程式(4)即被完全确定；已知σ_u与τ₀，因此在任意荷载σ_n的作用下进行单轴动态蠕变试验，都可由式(5)计算出τ_n，进而利用疲劳方程即可预测失稳点所对应的流变次数F_N。