[發明專利]一種瀝青混合料多序列動態蠕變試驗數據處理及分析方法

有效

• 申請號: 201710918621.1
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107807055B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 董尼婭;倪富健
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種瀝青混合料多序列動態蠕變試驗數據處理及分析方法，通過設計一個巴特沃斯低通濾波器對試驗測得的蠕變變形數據進行低通濾波，得到平滑的蠕變曲線，再分別計算每個加載序列的平均永久應變率，然后根據公式計算評價瀝青混合料蠕變特性的三個指標：應變率敏感指數SRSI、復合平均永久應變率CAPSR、復合蠕變勁度模量CCSM：SRSI越大，意味著該應力狀況對材料蠕變的影響越顯著；CAPSR則代表了多種復雜應力狀況下的等效應變率，該值越大，表明在材料在一次加載中產生的永久應變越大，材料的高溫性能越差；CCSM代表了在蠕變試驗結束時材料的抗永久變形能力的強弱，該值越大，證明材料的高溫性能越好。

技術領域

本發明涉及一種瀝青混合料多序列動態蠕變試驗數據處理及分析方法，屬于道路養護領域。

背景技術

美國NCHRP研究計劃推薦的動態蠕變試驗是目前被廣泛應用的探究瀝青混合料高溫蠕變特性的室內試驗，該試驗采用半正弦波脈沖加載，被認為是最接近實際路面上車輛荷載的作用形式，基于該試驗提出的流變次數是被廣泛采用的評價瀝青混合料高溫性能的指標。許多學者在該試驗的基礎上提出了一些改進版試驗，如基于軸載譜的多級加載蠕變試驗、單軸貫入動態蠕變試驗等等，而且，改進試驗依舊沿用流變次數或者復合流變次數來評價瀝青混合料的抗變形能力。

實踐經驗表明，流變次數并不是一個精度高、變異性小、區分度好的指標。首先，流變次數的變異性較大，比如相同材料的多個平行試件，流變次數的差異可以從幾十到幾百次不等，因此，只能通過進行多次平行試驗獲得某種材料流變次數的大致范圍然后求平均值，所以平行試驗的次數直接影響了指標的精度，而受限于試驗條件和精力，本領域絕大多數研究的平行試驗在兩到三次，對于這種變異性較大的指標來說，是遠遠不夠的。

其次，流變次數的定義較為模糊，沒有形成規范的明確的計算方法。瀝青混合料的蠕變曲線可以分為三個階段，第一階段表現為應變率逐漸減小，第二階段應變率基本保持恒定，第三階段應變率快速增長，而流變次數被定義為第二階段和第三階段的臨界點應對的累積加載次數。雖然瀝青混合料的蠕變三階段曲線分別可以用冪函數、一次函數和指數函數來擬合，但由于材料在向下一階段轉變期間的應變率是漸變的而非突變，因此不同學者對如何確定臨界點提出了不同的判斷標準，比如有人將應變率的最低點作為材料進入破壞階段的起點，還有人認為當應變率增至最低點應變率的1.1倍時才意味著材料進入了破壞階段。由于臨界點的判斷尚未達成統一標準，導致了對同一組試驗數據采用不同的界定標準的計算結果有較為明顯的偏差，從而加劇了這個指標的變異性。

另外，現有的動態蠕變的試驗程序在每個加載周期內只采集一個變形數據，即采樣頻率為1，無法獲取在整個脈沖荷載加載及卸載時試件的全部變形響應，而且無法得知，這個采樣點位于加載周期的哪個位置、是否是固定的，這些未知對于后期分析處理數據造成了不便。所以，提高采樣頻率，對于準確的全面的獲取基于脈沖荷載的材料變形行為是必要的。試驗儀器所采集數據中或多或少存在著噪聲干擾，在先前采樣頻率較低時(1Hz)，無法體現高頻噪聲的存在，因此，無法對試驗數據進行有效濾波。當采樣頻率增加，必須要先對采集的數據進行降噪處理，才能進行下一步的指標計算。因此，設置合適的低通濾波器是本方法首要解決的技術問題。