[发明专利]多孔弹性路面累积损伤的评价方法

说明书

本发明公开了多孔弹性路面累积损伤的评价方法，属于多孔弹性路面混合料性能测试的技术领域。该评价方法采用先循环荷载试验再动态模量试验的方法重复测试多孔弹性路面试件以确定不同加载次数下应力‑应变滞回曲线的周长以及应力‑应变滞回曲线卸载阶段的做功面积，根据不同加载次数下应力‑应变滞回曲线周长以及应力‑应变滞回曲线卸载阶段做功面积的变化幅度评价多孔弹性路面试件的累计损伤程度，克服了传统材料损伤评价方法用于大孔隙率的多孔弹性路面时存在检测精度低、参数难以精确测得的缺陷，为多孔弹性路面的材料优化设计提供了条件。

技术领域

本发明公开了多孔弹性路面累积损伤的评价方法，属于多孔弹性路面混合料性能测试的技术领域。

背景技术

多孔弹性路面不但具有很高的孔隙率，而且具有良好的弹性，是一种优良的降噪混合料。大量实测表明，与密级配沥青路面相比，多孔弹性路面可降噪10dB以上；与常见的排水性沥青路面相比，多孔弹性路面仍可降噪3dB以上。但由于使用了较大掺量的橡胶颗粒，多孔弹性路面在荷载作用下会产生较大的变形，与集料的变形不匹配，易产生结构损伤，影响路面寿命。

现有材料的损伤评价方法有：超声波检测技术、声发射技术、热导率法和热阻率法等。多孔弹性路面的孔隙率很大，可以达到20％以上，当出现损伤时，采用超声波检测技术和声发射技术这类利用声波在介质中传播时波速、波形和频率等参数的变化来进行损伤评价的方法，大孔隙率对声波在多孔弹性路面材料中的传播产生较大的影响，进而降低检测的精确性；而采用热导率法和热阻率法这类通过测量材料物理参数的变化来评价材料损伤的方法，大孔隙率使得多孔弹性路面材料的这些物理参数变得很大，即，通过测量材料物理参数的变化来评价材料损伤的方法难以精准测得多孔弹性路面的物理参数。现在并没有一种损伤评价方法能够很好地用来评价多孔弹性路面的损伤程度，以便优化多孔弹性路面设计。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了多孔弹性路面累积损伤的评价方法，通过先循环荷载试验再动态模量试验的方法实现了多孔弹性路面累计损伤程度的可靠评价，解决了多孔弹性路面累积损伤程度评价的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种多孔弹性路面累积损伤评价方法，其思路为：采用循环荷载试验模拟路面经受的车辆荷载的重复作用，然后采用动态模量试验确定的应力-应变滞回曲线周长和卸载阶段的做功面积变化来评价试件的累积损伤。主要步骤包括：

(1)制备多孔弹性路面试件，养护成型；

(2)采用试验机先进行循环荷载试验，然后进行动态模量试验，确定不同加载次数下应力-应变滞回曲线的周长和卸载阶段的做功面积；

(3)依次重复进行循环荷载试验和动态模量试验，采用应力-应变滞回曲线周长和卸载阶段做功面积的变化幅度评价试件的累积损伤程度。

循环荷载试验的目的是对多孔弹性路面试件施加损伤，其步骤是：将试件放置在试验机的加载板中心位置以使试件中心与加载板中心对齐，对试件采用一定压力进行循环加载试验。

动态模量试验的目的是获得应力-应变滞回曲线，应力-应变滞回曲线用来确定损伤评价指标—滞回曲线周长和卸载阶段的做功面积，其步骤为：将3个位移传感器沿圆周等间距安置于试件侧面中部，并与试件端面垂直，调节位移传感器使其测量范围可以测量试件中部的压缩变形；将试件放置在加载板中心位置以使试件中心与加载板中心对齐；试验前先对试件进行加载预处理；对试件施加半正弦波试验荷载，在常温下从25～0.1Hz由高频至低频，按要求的重复加载次数进行试验。

不同加载次数下应力-应变滞回曲线，采集动态模量试验完成后的最后n个波形的荷载及变形曲线，确定各试验条件下最后n次加载循环中荷载的平均幅值、可恢复轴向变形平均幅值，计算轴向应力幅值、轴向应变幅值，多组应力、应变幅值绘制成线，即得应力-应变滞回曲线，n为正整数，3≤n≤7。