[发明专利]通过沥青胶浆复数模量预测沥青混合料动态模量的方法

说明书

本发明公开了一种通过沥青胶浆复数模量预测沥青混合料动态模量的方法，包括步骤：一、构建沥青混合料动态模量预测模型；二、制作预测环境中的沥青胶浆试模；三、设置动态剪切流变试验的五种工作温度；四、获取五种工作温度下沥青胶浆试模的角频率和复数模量的关系曲线；五、获取参考温度下的沥青胶浆试模的角频率和复数模量的关系主曲线；六、CAM模型的拟合；七、沥青混合料动态模量的预测。本发明利用多个粉胶比不同沥青胶浆复数模量数据及多个沥青混合料的动态模量数据提出了沥青混合料动态模量的预估模型，可适用于常见的沥青种类，根据沥青胶浆复数模量即可预估沥青混合料动态模量，方法简单、快捷，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于沥青混合料动态模量预测技术领域，具体涉及一种通过沥青胶浆复数模量预测沥青混合料动态模量的方法。

背景技术

沥青混合料动态模量是基于黏弹性理论推导得出的表征材料力学特性的参数之一。其推导依据黏弹性理论，能够表征混合料在不同温度和加载频率下的应力应变关系。但是，目前的混合料动态模量很难准确的获得，因为测试沥青混合料动态模量对设备的要求高，且需能够精准控温和施加动态荷载的力学试验机。在设计和施工单位中很难普及；在设计阶段，项目所使用材料的细节未知，无法对沥青混合料试件进行动态模量测试。因此，世界各国广泛使用预估的沥青混合料动态模量进行路面结构设计。目前沥青混合料动态模量预估常根据以往的工程经验直接推荐动态模量，该方法使用简单，但是推荐的模量只适用于当地的材料和气候特征，而我国目前积累动态模量工程数据的地区较少，难以应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种通过沥青胶浆复数模量预测沥青混合料动态模量的方法，利用多个粉胶比不同沥青胶浆复数模量数据及多个沥青混合料的动态模量数据提出了沥青混合料动态模量的预估模型，可适用于常见的沥青种类，根据沥青胶浆复数模量即可预估沥青混合料动态模量，方法简单、快捷，具有很好的应用前景，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：通过沥青胶浆复数模量预测沥青混合料动态模量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、构建沥青混合料动态模量预测模型：制作多个粉胶比不同的沥青胶浆样品，所述粉胶比不同的沥青胶浆样品的数量不少于100个，利用动态剪切流变仪获取每个沥青胶浆样品的沥青胶浆复数模量，然后对每个沥青胶浆样品混合集料，得到多个沥青混合料，利用力学试验机获取每个沥青混合料的沥青混合料动态模量；

沥青混合料的数量与沥青胶浆样品的数量相等且一一对应；

利用每组对应的沥青胶浆复数模量和沥青混合料动态模量构建沥青混合料动态模量预测模型其中，为沥青胶浆样品的沥青胶浆复数模量，E^*为沥青胶浆样品对应的沥青混合料动态模量；

步骤二、制作预测环境中的沥青胶浆试模：将沥青在140℃～150℃的烘箱中加热至软化，采用电热炉以沥青胶浆设计的粉胶比进行搅拌，搅拌均匀后浇筑圆形沥青胶浆试模；

步骤三、设置动态剪切流变试验的五种工作温度：采用动态剪切流变仪对五种工作温度下的沥青胶浆试模进行动态剪切流变试验，五种工作温度包括温度值依次增加的第一工作温度、第二工作温度、第三工作温度、第四工作温度和第五工作温度，其中，位于中间温度值的第三工作温度为预测环境中沥青胶浆试模的参考温度；

步骤四、获取五种工作温度下沥青胶浆试模的角频率和复数模量的关系曲线：每种工作温度下沥青胶浆试模的角频率和复数模量的关系曲线的获取方法均相同，任一工作温度下沥青胶浆试模的角频率和复数模量的关系曲线的获取过程如下：

采用动态剪切流变仪对沥青胶浆试模进行频率扫描试验，试验在设计频率范围内，试验时动态剪切流变仪对沥青胶浆试模施加周期性的动态正弦剪切荷载和剪切应变，然后测定沥青胶浆试模在其作用下的应力和应变响应，得到每个周期下的应力最大值τmax与应变最大值γmax，根据公式计算每个周期下的复数模量