[發明專利]一種不同加載模式下橡膠瀝青混合料強度的溫度相關性統一表征方法

在審

• 申請號: 202010494469.0
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN111610095A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 呂松濤;彭幸海;張超;楊程程;樊喜雁;王雙雙;袁江
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 劉加

本發明公開了一種不同加載模式下橡膠瀝青混合料強度的溫度相關性統一表征方法，通過對橡膠瀝青混合料在三種加載模式下進行強度試驗，計算各試驗溫度下橡膠瀝青混合料在三種加載模式下的強度比和加載速率比，對結果進行非線性冪函數擬合，得到冪函數方程S/S₀＝(v/v₀)^β；將各試驗溫度的指數β與溫度T進行多項式函數擬合，得到方程：β＝5.48×10^?5T²?0.00661T+0.31507；將多項式函數方程與冪函數方程進行聯合，得到不同加載模式下橡膠瀝青混合料強度的溫度相關性統一表征方程本發明提供的不同加載模式下橡膠瀝青混合料強度的溫度相關性統一表征方法，建立了不同加載模式下橡膠瀝青混合料強度的統一模型，用以克服設計參數取值的隨意性帶來的設計偏差問題，提高室內試驗效率。

技術領域

本發明屬于道路工程技術領域，尤其涉及一種不同加載模式下橡膠瀝青混合料強度的溫度相關性統一表征方法。

背景技術

瀝青路面是我國高等級路面的主要形式，設計方法為力學-經驗法：用力學方法計算路面結構的荷載響應，以均質各向同性線彈性力學作為結構響應計算的力學模型，采用的材料參數主要有：強度參數、疲勞參數、剛度參數等。

從近年來投入使用的瀝青路面狀況來看，不少道路未達到設計年限就已經出現了嚴重的開裂、坑槽、泛油等病害，大面積的養護使我國交通運輸行業經濟效益大打折扣；為了解決瀝青路面的早期損壞，提高瀝青路面服役壽命，橡膠瀝青路面應運而生，大量試驗證明橡膠瀝青混合料不僅具有較好的路用性能和耐久性，還可以使廢舊輪胎重新得到利用，減緩了環境壓力，是高等級道路普遍使用且性能表現優異的路面材料。

對于橡膠瀝青路面結構設計來說，強度指標反應路面抵抗破壞的能力，是至關重要的，但是目前對橡膠瀝青混合料的強度研究還不夠完善。研究者在橡膠顆粒大小及摻量、級配類型、粘結料含量等因素對橡膠瀝青混合料強度的影響方面取得了一系列研究成果，對橡膠瀝青混合料強度特性的認識提供了有意義的參考。

現有研究未考慮不同試驗方法對橡膠瀝青混合料強度的影響，室內強度試驗方法常用簡單應力狀態下的強度試驗，此外三軸試驗雖然能很好地模擬路面真實的應力狀態，可是儀器設備復雜，成本高等特點使實際運用具有一定的限制，很難得到工程普及，這里考慮簡單應力狀態為直接拉伸、單軸壓縮、間接拉伸；直接拉伸模式和單軸壓縮模式使混合料處于受拉或受壓的狀態，屬于一維受力模式；間接拉伸模式使混合料處于橫向受拉、縱向受壓狀態，屬于二維受力模式。然而不同試驗加載模式下橡膠瀝青混合料強度差異性較大。

研究表明橡膠瀝青混合料是一種粘彈性材料，不過目前的試驗缺乏對橡膠瀝青混合料強度與加載速率、試驗溫度等相關性研究。

針對不同加載模式下橡膠瀝青混合料的強度的差異性導致設計參數取值的隨意性帶來的設計偏差問題，同時為了揭示橡膠瀝青混合料強度與環境溫度、交通荷載之間的相關性，因此，如何提供一種不同加載模式下橡膠瀝青混合料強度的溫度相關性統一表征方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種不同加載模式下橡膠瀝青混合料強度的溫度相關性統一表征方法，建立了不同加載模式下橡膠瀝青混合料強度的統一模型，用以克服設計參數取值的隨意性帶來的設計偏差問題，提高室內試驗效率。

本發明所采用的技術方案是：一種不同加載模式下橡膠瀝青混合料強度的溫度相關性統一表征方法，包括以下步驟：

步驟一，通過對橡膠瀝青混合料在直接拉伸、單軸壓縮、間接拉伸三種加載模式下制樣、進行強度試驗，得到各加載模式下橡膠瀝青混合料在不同試驗溫度、不同加載速率下的破壞荷載，再通過三種加載模式下強度計算方程，計算得到各加載模式下橡膠瀝青混合料在不同試驗溫度、不同加載速率下的強度值；