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大幅振荡剪切荷载作用下沥青流变特性研究
| 论文题名： | 大幅振荡剪切荷载作用下沥青流变特性研究 |
| 关键词： | 沥青;大幅振荡剪切荷载;傅里叶变换;应变分解法;Lissajous曲线;流变特性;路用性能 |
| 摘要： | 沥青的流变性能对路用性能有重要影响，因此其流变性一直是国内外道路科研工作者关注的重点。然而，目前绝大多数研究人员都把目光集中于沥青线性流变特性，对于其非线性流变特性却鲜有问津。本研究将大幅振荡剪切荷载（LAOS）运用于沥青中，采用胶体材料非线性流变特性的相关分析方法研究沥青的非线性流变特性。 首先，利用傅里叶变换流变学（FT-rheology）的方法，将应变响应进行时域到频域的转换，研究了在不同温度下两种沥青n阶相对谐波强度比1In/I随应力水平的变化规律；其次，基于应变分解法将应变响应分解为非线性弹性分量以及非线性黏性分量，结合切比雪夫多项式绘制非线性弹性分量曲线及非线性黏性分量曲线，并通过曲线变化分析沥青非线性变化情况；然后，利用弹性应变-应力Lissajous曲线及黏性剪变率-应力Lissajous曲线研究沥青在不同频率及应力水平下的流变行为；最后，绘制Pipkin图谱，分别研究了沥青弹性、黏性流变特性变化规律，分析沥青耗散能随应力水平的变化情况。 研究结果表明，三阶相对谐波强度比I3/I1可反应沥青非线性流变特性。对数坐标下的I3/I1与应力水平呈线性关系，对于沥青A，斜率b约为2，沥青B斜率 b约为1。三阶柔量系数比c3/c1及三阶流动系数比f3/ f1可分别反应沥青弹性非线性流变特性及黏性非线性流变特性，三阶切比雪夫系数表明沥青在所研究条件下表现出应力软化以及应力变稀行为。沥青A在30℃表现黏弹性行为，在60℃表现纯黏性行为；沥青B在30℃和60℃条件下均表现黏弹性行为。此外，沥青的耗散能随着应力水平增加而增加，随着频率增加而减小。 综上，本研究将LAOS应用于沥青非线性流变特性的分析，其研究成果为沥青材料流变性能的研究提供了一定的依据和参考。 |
| 作者： | 贺鸿森 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 单丽岩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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