[發明專利]一種考慮瀝青熱可逆老化現象的膠結料溫度應力計算方法

有效

• 申請號: 202110030431.2
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112784407B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 丁海波;張弘;邱延峻
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/13;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 代維凡

1.一種考慮瀝青熱可逆老化現象的膠結料溫度應力計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將瀝青放入烘箱中加熱，并將流動狀態最優的瀝青倒入模具中成型，待其冷卻至常溫后脫模；

S2、將脫模后的瀝青試樣放置于恒溫水浴下進行低溫養護處理；

S3、根據養護完成后的瀝青試樣，利用彎曲梁流變實驗BBR測量瀝青試樣的勁度模量；

S4、將所述瀝青試樣的勁度模量轉化為蠕變柔量；

S5、根據所述蠕變柔量，利用流變模型Burgers的應變-應力關系式擬合得到當前待求應力溫度點的流變參數；

S6、判斷預設的多個不同彎曲梁流變實驗BBR測試溫度值是否均完成測試，若是，則得到多個待求應力溫度點的流變參數，并進入步驟S7，否則，返回步驟S3；

S7、根據所述多個待求應力溫度點的流變參數，利用流變模型Burgers計算得到瀝青試樣在不同溫度下的溫度應力，完成考慮瀝青熱可逆老化現象的膠結料溫度應力計算；

所述步驟S7包括以下步驟：

S701、在勻速降溫的條件下，將應變與時間的關系式代入流變模型Burgers的本構方程，計算得到溫度應力與時間的二階線性非齊次微分方程；

S702、考慮流變參數隨溫度變化，假定在所述多個待求應力的溫度點的流變參數恒定，根據所述應力與時間的二階線性非齊次微分方程，計算按照某個溫度點T_i-1對應的流變參數集合得到的瀝青試樣的溫度應力；

S703、根據所述按照某個溫度點T_i-1對應的流變參數集合得到的瀝青試樣的溫度應力，計算得到由溫度T_i-1向溫度T_i轉變時，由于流變參數改變引起增加的溫度應力；

S704、根據所述增加的溫度應力，計算得到瀝青試樣在不同溫度下的溫度應力，完成考慮瀝青熱可逆老化現象的膠結料溫度應力計算；

所述步驟S701中溫度應力與時間的二階線性非齊次微分方程的表達式如下：

σ+P₁σ'+P₂σ”＝q₁V_ε

q₁＝η₁

所述溫度應力與時間的二階線性非齊次微分方程的解為：

r₁r₂

其中，σ表示溫度應力，σ'和σ”分別表示應力對時間的一階、二階導數，σ(t)表示溫度應力與時間的二階線性非齊次微分方程，V_ε表示自由瀝青層中假設的溫度應變率，η₁表示穩定流動粘度系數，E₁表示瞬時彈性模量，P₁、P₂和q₁表示微分方程的系數，r₁、r₂表示由微分方程系數P₁和P₂所求的系數，表示微分方程解中的指數項，a_T表示熱膨脹系數，V_T表示降溫速率，v表示泊松比，η₂表示延時流動粘度系數，E₂表示延時彈性模量；

所述步驟S703中增加的溫度應力的表達式如下：

Δσ(i)＝σ(P_i,Δτ)-σ(P_i-1,Δτ)

其中，Δσ(i)表示增加的溫度應力，σ(P_i,Δτ)表示當流變參數集合P_i對應的溫度T_i時的溫度應力，σ(P_i-1,Δτ)表示當流變參數集合P_i-1對應的溫度T_i-1時的溫度應力，τ表示各個流變參數從溫度T_i-1向溫度T_i的轉化時間，P_i表示在溫度T_i下流變參數E₁、E₂、η₁、η₂、v、a_T的集合；

所述步驟S704中瀝青試樣在不同溫度下的溫度應力的表達式如下：

σ_i(t)＝σ_i-1(t)+Δσ_i(t)

其中，σ_i(t)表示瀝青試樣在溫度T_i下的溫度應力，σ_i-1(t)表示瀝青試樣在溫度T_i-1下的溫度應力，Δσ_i(t)表示由溫度T_i-1到溫度T_i溫度應力的改變量。