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沥青混合料的非线性粘弹性蠕变分析
| 论文题名： | 沥青混合料的非线性粘弹性蠕变分析 |
| 关键词： | 筑路材料;沥青混合料;压缩蠕变;蠕变柔量 |
| 摘要： | 越来越多的工程师和学者开始研究和探讨沥青路面病害产生的机理，并试图通过一些数学模型来预测路面对温度、荷载、频率等因素的力学响应。车辙、拥包等路面病害均与沥青混合料的非线性粘弹性相关，因此发展和完善沥青混合料的非线性粘弹性模型具有重要的理论意义与应用价值。 本文通过蠕变测试与分析，研究了AC-13密级配沥青混合料的非线性粘弹性，并横向对比了几个非线性粘弹性模型。为了得到长径比更大的沥青混合料圆柱试件，自行研制了一种静压成型制样机。静压成型圆柱试样制作完成后，在MTS809材料试验系统中进行了0.1MPa～0.8MPa应力水平下的蠕变测试，获得了沥青混合料的蠕变性能参数。沥青混合料的压缩蠕变柔量曲线表明：在26℃的环境温度和上述应力水平下，沥青混合料呈现出典型的非线性粘弹性特性；在稳态蠕变阶段，压缩蠕变柔量和压缩蠕变柔量的增量均随应力水平的增大而减小，这很大程度上是由压缩过程中试件的自密实和横截面积的增大引起的。此外，不同应力水平下的瞬时蠕变应变和相应的应力水平成正比，即材料呈现出瞬时弹性。 本文采用时间硬化模型及其修正模型、简化的多重积分模型和Findley模型来描述沥青混合料的非线性粘弹性蠕变行为，并采用了三个指标来评估这些模型的实用性：拟合优度（定量）、工作量（定量）和灵活性（定性）。结果表明：Findley模型是最具优越性的模型，时间硬化模型（含修正模型）次之，简化的多重积分模型则不太适用于沥青混合料的非线性粘弹性建模。此外，由时间硬化模型及其修正模型的对比可知，对于路面短期变形预测的情形，修正模型的表征能力要好于未修正模型；对于路面长期变形预测的情形，两者没有明显差别。此外，本文还采用Findley模型预测并分析了不同应力加载速率下沥青混合料的应变响应；采用时间硬化模型预测并分析了沥青路面（旧水泥路面加铺沥青层）的变形。 |
| 作者： | 高东东 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 罗文波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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