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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 瀝青混凝土熱粘彈性本構(gòu)模型的研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 瀝青混合料是一種熱流變材料，其力學(xué)特性與溫度有直接關(guān)系，研究瀝青混合料的本構(gòu)關(guān)系是分析瀝青路面的力學(xué)行為和變形特性的理論基礎(chǔ)?？紤]瀝青混合料材料對(duì)溫度的敏感性，對(duì)不同的溫度條件下瀝青混合料的應(yīng)力松弛特征開(kāi)展了試驗(yàn)研究，建立了含溫度變量的瀝青混合料本構(gòu)模型。通過(guò)不同溫度下應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系試驗(yàn)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(xì)介紹：
- 瀝青混合料是一種熱流變材料，其力學(xué)特性與溫度有直接關(guān)系，研究瀝青混合料的本構(gòu)關(guān)系是分析瀝青路面的力學(xué)行為和變形特性的理論基礎(chǔ)。為了描述其熱流變性質(zhì)，早在20世紀(jì)60年代，Monismith C.L就已應(yīng)用流變理論對(duì)瀝青混凝土的粘彈性特征進(jìn)行了研究，并且證實(shí)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(yīng)用，2005年，J. Murali Krishnan和K. R. Rajagopal對(duì)瀝青混凝土的力學(xué)行為進(jìn)行了研究。在國(guó)內(nèi)，對(duì)瀝青路面材料非線性力學(xué)特性也進(jìn)行了深入的研究。2002年田小革等采用約束試件溫度應(yīng)力試驗(yàn)研究瀝青路面的低溫開(kāi)裂問(wèn)題，提出了完整的溫度應(yīng)力曲線規(guī)律和考慮瀝青混合料在連續(xù)降溫過(guò)程中的應(yīng)力松弛效應(yīng)的溫度應(yīng)力計(jì)算方法；2006年錢(qián)國(guó)平等應(yīng)用熱流變簡(jiǎn)單材料的時(shí)溫等效原理對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)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(gòu)關(guān)系；2008年鄭健龍等對(duì)不同的溫度條件下瀝青混合料的應(yīng)力松弛特征開(kāi)展了試驗(yàn)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(duì)恒溫、變溫下的瀝青混合料變形特性進(jìn)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(yīng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了基于半圓試件的動(dòng)態(tài)模量測(cè)試方法，確定了試驗(yàn)參數(shù)，對(duì)常用瀝青面層混合料進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模量測(cè)試。本文在考慮溫度對(duì)瀝青混合料的力學(xué)特性影響的前提下，通過(guò)不同溫度下的瀝青混合料應(yīng)力松弛試驗(yàn)，建立了瀝青混合料的熱粘彈性本構(gòu)模型，并確定了模型的參數(shù)。
作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 目的：盡管?chē)?guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其本構(gòu)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(wèn)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(gòu)模型，就可以為瀝青道路的建設(shè)與發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。思路：1.總結(jié)前人研究工作，提出溫度對(duì)瀝青混合料力學(xué)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(yīng)力松弛特征開(kāi)展試驗(yàn)研，進(jìn)而建立瀝青混合料的本構(gòu)模型；3.對(duì)建立的本構(gòu)模型驗(yàn)證。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 考慮溫度對(duì)瀝青混合料力學(xué)特性的影響，建立適合描述瀝青混合料熱粘彈性本構(gòu)模型。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 路面結(jié)構(gòu)早期破壞現(xiàn)象的發(fā)生是路面結(jié)構(gòu)在荷載和環(huán)境共同作用下力學(xué)行為的直接反映，積極開(kāi)展路面力學(xué)行為的研究，對(duì)于全面理解路面破壞機(jī)理、優(yōu)化路面混合料設(shè)計(jì)、合理選擇路面破壞維修方式并有針對(duì)性地防止和控制路面早期破壞是至關(guān)重要的。建立瀝青混合料熱粘彈性本構(gòu)模型，是瀝青路面的設(shè)計(jì)與施工的理論基礎(chǔ)，為分析和解決路面早期破壞問(wèn)題提供理論支持。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 考慮瀝青混合料材料對(duì)溫度的敏感性，對(duì)不同的溫度條件下瀝青混合料的應(yīng)力松弛特征開(kāi)展了試驗(yàn)研究，建立了含溫度變量的瀝青混合料本構(gòu)模型。通過(guò)不同溫度下應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系試驗(yàn)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(jié)果表明：完善后的本構(gòu)方程考慮了溫度對(duì)瀝青混合料力學(xué)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(xué)特性。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- [1] 田小革,應(yīng)榮華,鄭健龍. 瀝青混凝土溫度應(yīng)力試驗(yàn)及其數(shù)值模擬[J].土木工程學(xué)報(bào)，2002, 35(3):25-30; [2] 錢(qián)國(guó)平等. 瀝青混合料增量型熱粘彈性本構(gòu)關(guān)系研究[J].應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào),2006, 23(3):338-342; [3] 鄭健龍,錢(qián)國(guó)平,應(yīng)榮華. 瀝青混合料熱粘彈性本構(gòu)關(guān)系試驗(yàn)測(cè)定及其力學(xué)應(yīng)用[J].工程力學(xué),2008, 25(1):34-41;
同類(lèi)課題研究水平概述
- 2005年，J. Murali Krishnan和K. R. Rajagopal對(duì)瀝青混凝土的力學(xué)行為進(jìn)行了研究。在國(guó)內(nèi)，對(duì)瀝青路面材料非線性力學(xué)特性也進(jìn)行了深入的研究。2002年田小革等采用約束試件溫度應(yīng)力試驗(yàn)研究瀝青路面的低溫開(kāi)裂問(wèn)題，提出了完整的溫度應(yīng)力曲線規(guī)律和考慮瀝青混合料在連續(xù)降溫過(guò)程中的應(yīng)力松弛效應(yīng)的溫度應(yīng)力計(jì)算方法；2006年錢(qián)國(guó)平等應(yīng)用熱流變簡(jiǎn)單材料的時(shí)溫等效原理對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)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(gòu)關(guān)系；2008年鄭健龍等對(duì)不同的溫度條件下瀝青混合料的應(yīng)力松弛特征開(kāi)展了試驗(yàn)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(duì)恒溫、變溫下的瀝青混合料變形特性進(jìn)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(yīng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了基于半圓試件的動(dòng)態(tài)模量測(cè)試方法，確定了試驗(yàn)參數(shù)，對(duì)常用瀝青面層混合料進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模量測(cè)試。本文在考慮溫度對(duì)瀝青混合料的力學(xué)特性影響的前提下，通過(guò)不同溫度下的瀝青混合料應(yīng)力松弛試驗(yàn)，建立了瀝青混合料的熱粘彈性本構(gòu)模型，并確定了模型的參數(shù)。
