[发明专利]一种沥青混合料塑性模型参数确定方法

说明书

本发明公开了一种沥青混合料塑性模型参数确定方法，属于道路工程技术领域。方法步骤包括：一、制作圆柱体沥青混合料试件；二、对试件进行低周期重复荷载蠕变试验，获取蠕变试验变形曲线，并计算沥青混合料总应变曲线；三、计算相邻周期同相位的总应变差值，得到相邻周期同相位塑性应变差值曲线；四、利用塑性应变差值曲线的变化起点，确定沥青混合料的屈服点；利用塑性应变差值曲线的斜率，确定沥青混合料的屈服速率；五、构建沥青混合料的塑性模型，结合屈服点及屈服速率条件，确定粘聚力函数及塑性应变率参数。本发明的避免了塑性试验过程中因荷载波动与高应力状态下非线性产生的粘弹性应变难以准确计算的问题，提供了一种简单可行的方法。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，更具体地说，涉及一种沥青混合料塑性模型参数确定方法。

背景技术

车辙是沥青路面最常见的长期病害之一，而车辙的发生主要是由于面层沥青混合料的塑性变形累积而成，因此利用试验获取沥青混合料的塑性模型，进一步通过计算确定沥青路面塑性变形发展规律与分布规律，是研究车辙的重要手段之一。

由于沥青混合料是一种典型的粘弹塑性材料，涉及塑性的试验过程中的荷载波动与高应力状态下非线性特征使得粘弹性应变难以准确计算，从而无法将可随时间恢复的粘弹性变形与不可随时间恢复的粘塑性变形分离。因此，计算精度高、可操作性高的试验方案与分析方法，对于获取沥青混合料的塑性模型，分析沥青路面的车辙发展规律具有重要的意义。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，根据本发明的一方面，提供了一种沥青混合料塑性模型参数确定方法，步骤为，

一、制作圆柱体沥青混合料试件；

二、对步骤一制作的试件进行低周期重复荷载蠕变试验，获取蠕变试验变形曲线L(t)，并计算沥青混合料总应变曲线ε(t)，计算式如下：

其中，l₀为沥青混合料试件的总长度；t指时间；

三、计算相邻周期同相位的总应变差值，得到相邻周期同相位塑性应变差值曲线；

四、利用塑性应变差值曲线的变化起点，确定沥青混合料的屈服点；利用塑性应变差值曲线的斜率Δk，确定沥青混合料的屈服速率；

五、构建沥青混合料的塑性模型如下式：

其中，为塑性应变张量；σ_ij为应力张量；Γ和N为塑性应变率参数；F-C为屈服函数，F为外荷载函数，C为粘聚力函数；·为阈值函数，其计算式如下：

结合步骤四中屈服点及屈服速率条件，确定粘聚力函数C及塑性应变率参数Γ和N。

步骤一中，圆柱体沥青混合料试件的制作依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTG E20-2011》中T 0736-2011试验方法进行，并将成型后的试件钻芯切割成为目标直径100mm，目标长度150mm的圆柱体试件。

根据本发明实施例的沥青混合料塑性模型参数确定方法，可选地，步骤二的低周期重复荷载蠕变试验中，试验温度控制在40～70℃；试验中荷载为零至最大荷载的偏正弦波；荷载周期不短于10s；且沥青混合料试件在破坏前至少经历10个加载周期。