基本信息
- 項目名稱：
- 瀝青混凝土熱粘彈性本構模型的研究
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 瀝青混合料是一種熱流變材料，其力學特性與溫度有直接關系，研究瀝青混合料的本構關系是分析瀝青路面的力學行為和變形特性的理論基礎?？紤]瀝青混合料材料對溫度的敏感性，對不同的溫度條件下瀝青混合料的應力松弛特征開展了試驗研究，建立了含溫度變量的瀝青混合料本構模型。通過不同溫度下應力-應變關系試驗確定了廣義maxwell模型可以描述瀝青混合料的粘彈性特性，并擬合求得了其參數(shù)。
- 詳細介紹：
- 瀝青混合料是一種熱流變材料，其力學特性與溫度有直接關系，研究瀝青混合料的本構關系是分析瀝青路面的力學行為和變形特性的理論基礎。為了描述其熱流變性質，早在20世紀60年代，Monismith C.L就已應用流變理論對瀝青混凝土的粘彈性特征進行了研究，并且證實了Burgers模型可以用于分析瀝青混合料的粘彈性特性。1996年，Sun Woo Park, Y. Richard Kim和Richard A. Schapery提出了粘彈性破壞模型以及在瀝青混凝土中的應用，2005年，J. Murali Krishnan和K. R. Rajagopal對瀝青混凝土的力學行為進行了研究。在國內，對瀝青路面材料非線性力學特性也進行了深入的研究。2002年田小革等采用約束試件溫度應力試驗研究瀝青路面的低溫開裂問題，提出了完整的溫度應力曲線規(guī)律和考慮瀝青混合料在連續(xù)降溫過程中的應力松弛效應的溫度應力計算方法；2006年錢國平等應用熱流變簡單材料的時溫等效原理對試驗結果進行了分析和參數(shù)擬合，提出瀝青混合料非定常和非均勻變溫條件下增量型熱粘彈性本構關系；2008年鄭健龍等對不同的溫度條件下瀝青混合料的應力松弛特征開展了試驗研究，建立了描述瀝青混合料粘彈特性的廣義Maxwell模型。2009年曹麗萍、孫立軍、董澤蛟對恒溫、變溫下的瀝青混合料變形特性進行了研究，并分析了影響因素；2010年劉宇、張肖寧、陳少幸在分析半圓試件荷載響應的基礎上開發(fā)了基于半圓試件的動態(tài)模量測試方法，確定了試驗參數(shù)，對常用瀝青面層混合料進行了動態(tài)模量測試。本文在考慮溫度對瀝青混合料的力學特性影響的前提下，通過不同溫度下的瀝青混合料應力松弛試驗，建立了瀝青混合料的熱粘彈性本構模型，并確定了模型的參數(shù)。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：盡管國內外學者對其本構模型提出了各種不同的方程，但可以用于粘彈性熱力耦合問題求解的成果較少，如果能研究出瀝青混合料熱粘彈性的本構模型，就可以為瀝青道路的建設與發(fā)展提供有力的技術支持。思路：1.總結前人研究工作，提出溫度對瀝青混合料力學特性的影響方式和描述方法；2.在不同的溫度條件下瀝青混合料的應力松弛特征開展試驗研，進而建立瀝青混合料的本構模型；3.對建立的本構模型驗證。
科學性、先進性及獨特之處
- 考慮溫度對瀝青混合料力學特性的影響，建立適合描述瀝青混合料熱粘彈性本構模型。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 路面結構早期破壞現(xiàn)象的發(fā)生是路面結構在荷載和環(huán)境共同作用下力學行為的直接反映，積極開展路面力學行為的研究，對于全面理解路面破壞機理、優(yōu)化路面混合料設計、合理選擇路面破壞維修方式并有針對性地防止和控制路面早期破壞是至關重要的。建立瀝青混合料熱粘彈性本構模型，是瀝青路面的設計與施工的理論基礎，為分析和解決路面早期破壞問題提供理論支持。
學術論文摘要
- 考慮瀝青混合料材料對溫度的敏感性，對不同的溫度條件下瀝青混合料的應力松弛特征開展了試驗研究，建立了含溫度變量的瀝青混合料本構模型。通過不同溫度下應力-應變關系試驗確定了廣義maxwell模型可以描述瀝青混合料的粘彈性特性，并擬合求得了其參數(shù)。研究結果表明：完善后的本構方程考慮了溫度對瀝青混合料力學性能的影響，可以用于描述瀝青混合料溫度敏感特性和力學特性。
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 無
參考文獻
- [1] 田小革,應榮華,鄭健龍. 瀝青混凝土溫度應力試驗及其數(shù)值模擬[J].土木工程學報，2002, 35(3):25-30; [2] 錢國平等. 瀝青混合料增量型熱粘彈性本構關系研究[J].應用力學學報,2006, 23(3):338-342; [3] 鄭健龍,錢國平,應榮華. 瀝青混合料熱粘彈性本構關系試驗測定及其力學應用[J].工程力學,2008, 25(1):34-41;
同類課題研究水平概述
- 2005年，J. Murali Krishnan和K. R. Rajagopal對瀝青混凝土的力學行為進行了研究。在國內，對瀝青路面材料非線性力學特性也進行了深入的研究。2002年田小革等采用約束試件溫度應力試驗研究瀝青路面的低溫開裂問題，提出了完整的溫度應力曲線規(guī)律和考慮瀝青混合料在連續(xù)降溫過程中的應力松弛效應的溫度應力計算方法；2006年錢國平等應用熱流變簡單材料的時溫等效原理對試驗結果進行了分析和參數(shù)擬合，提出瀝青混合料非定常和非均勻變溫條件下增量型熱粘彈性本構關系；2008年鄭健龍等對不同的溫度條件下瀝青混合料的應力松弛特征開展了試驗研究，建立了描述瀝青混合料粘彈特性的廣義Maxwell模型。2009年曹麗萍、孫立軍、董澤蛟對恒溫、變溫下的瀝青混合料變形特性進行了研究，并分析了影響因素；2010年劉宇、張肖寧、陳少幸在分析半圓試件荷載響應的基礎上開發(fā)了基于半圓試件的動態(tài)模量測試方法，確定了試驗參數(shù)，對常用瀝青面層混合料進行了動態(tài)模量測試。本文在考慮溫度對瀝青混合料的力學特性影響的前提下，通過不同溫度下的瀝青混合料應力松弛試驗，建立了瀝青混合料的熱粘彈性本構模型，并確定了模型的參數(shù)。
