[發明專利]通過瀝青膠漿復數模量預測瀝青混合料動態模量的方法

在審

• 申請號: 202210480150.1
• 申請日: 2022-05-05
• 公開（公告）號: CN114878360A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 許玉和;崔風華;鄧建波;冷斌;徐云龍;李寧博;郝培文
• 申請（專利權）人: 中鐵建新疆京新高速公路有限公司;長安大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 馬鳳云

本發明公開了一種通過瀝青膠漿復數模量預測瀝青混合料動態模量的方法，包括步驟：一、構建瀝青混合料動態模量預測模型；二、制作預測環境中的瀝青膠漿試模；三、設置動態剪切流變試驗的五種工作溫度；四、獲取五種工作溫度下瀝青膠漿試模的角頻率和復數模量的關系曲線；五、獲取參考溫度下的瀝青膠漿試模的角頻率和復數模量的關系主曲線；六、CAM模型的擬合；七、瀝青混合料動態模量的預測。本發明利用多個粉膠比不同瀝青膠漿復數模量數據及多個瀝青混合料的動態模量數據提出了瀝青混合料動態模量的預估模型，可適用于常見的瀝青種類，根據瀝青膠漿復數模量即可預估瀝青混合料動態模量，方法簡單、快捷，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于瀝青混合料動態模量預測技術領域，具體涉及一種通過瀝青膠漿復數模量預測瀝青混合料動態模量的方法。

背景技術

瀝青混合料動態模量是基于黏彈性理論推導得出的表征材料力學特性的參數之一。其推導依據黏彈性理論，能夠表征混合料在不同溫度和加載頻率下的應力應變關系。但是，目前的混合料動態模量很難準確的獲得，因為測試瀝青混合料動態模量對設備的要求高，且需能夠精準控溫和施加動態荷載的力學試驗機。在設計和施工單位中很難普及；在設計階段，項目所使用材料的細節未知，無法對瀝青混合料試件進行動態模量測試。因此，世界各國廣泛使用預估的瀝青混合料動態模量進行路面結構設計。目前瀝青混合料動態模量預估常根據以往的工程經驗直接推薦動態模量，該方法使用簡單，但是推薦的模量只適用于當地的材料和氣候特征，而我國目前積累動態模量工程數據的地區較少，難以應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種通過瀝青膠漿復數模量預測瀝青混合料動態模量的方法，利用多個粉膠比不同瀝青膠漿復數模量數據及多個瀝青混合料的動態模量數據提出了瀝青混合料動態模量的預估模型，可適用于常見的瀝青種類，根據瀝青膠漿復數模量即可預估瀝青混合料動態模量，方法簡單、快捷，具有很好的應用前景，便于推廣使用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：通過瀝青膠漿復數模量預測瀝青混合料動態模量的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、構建瀝青混合料動態模量預測模型：制作多個粉膠比不同的瀝青膠漿樣品，所述粉膠比不同的瀝青膠漿樣品的數量不少于100個，利用動態剪切流變儀獲取每個瀝青膠漿樣品的瀝青膠漿復數模量，然后對每個瀝青膠漿樣品混合集料，得到多個瀝青混合料，利用力學試驗機獲取每個瀝青混合料的瀝青混合料動態模量；

瀝青混合料的數量與瀝青膠漿樣品的數量相等且一一對應；

利用每組對應的瀝青膠漿復數模量和瀝青混合料動態模量構建瀝青混合料動態模量預測模型其中，為瀝青膠漿樣品的瀝青膠漿復數模量，E^*為瀝青膠漿樣品對應的瀝青混合料動態模量；

步驟二、制作預測環境中的瀝青膠漿試模：將瀝青在140℃～150℃的烘箱中加熱至軟化，采用電熱爐以瀝青膠漿設計的粉膠比進行攪拌，攪拌均勻后澆筑圓形瀝青膠漿試模；

步驟三、設置動態剪切流變試驗的五種工作溫度：采用動態剪切流變儀對五種工作溫度下的瀝青膠漿試模進行動態剪切流變試驗，五種工作溫度包括溫度值依次增加的第一工作溫度、第二工作溫度、第三工作溫度、第四工作溫度和第五工作溫度，其中，位于中間溫度值的第三工作溫度為預測環境中瀝青膠漿試模的參考溫度；

步驟四、獲取五種工作溫度下瀝青膠漿試模的角頻率和復數模量的關系曲線：每種工作溫度下瀝青膠漿試模的角頻率和復數模量的關系曲線的獲取方法均相同，任一工作溫度下瀝青膠漿試模的角頻率和復數模量的關系曲線的獲取過程如下：

采用動態剪切流變儀對瀝青膠漿試模進行頻率掃描試驗，試驗在設計頻率范圍內，試驗時動態剪切流變儀對瀝青膠漿試模施加周期性的動態正弦剪切荷載和剪切應變，然后測定瀝青膠漿試模在其作用下的應力和應變響應，得到每個周期下的應力最大值τmax與應變最大值γmax，根據公式計算每個周期下的復數模量