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一种不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方法

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成果类型:
专利
发明/设计人:
吕松涛;彭幸海;张超;杨程程;樊喜雁;...
申请/专利权人:
长沙理工大学
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2020-06-03
申请/专利号:
CN202010494469.0
公开时间:
2020-09-01
公开号:
CN111610095A
主申请人地址:
410114 湖南省长沙市天心区赤岭路45号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤一,通过对橡胶沥青混合料在直接拉伸、单轴压缩、间接拉伸三种加载模式下制样,进行强度试验,得到各加载模式下橡胶沥青混合料在不同试验温度、不同加载速率下的破坏荷载,再通过三种加载模式下强度计算方程,计算得到各加载模式下橡胶沥青混合料在不同试验温度、不同加载速率下的强度值; 步骤二,通过计算各试验温度下橡胶沥青混合料在三种加载模式下的强度比和加载速率比,对结果进行非线性幂函数拟合,分别得到各试验温度下的非线性幂函数方程S/S0=(v/v0)β;分别得到各试验温度下的β值; 式中,S为某加载模式的某试验温度和加载速率对应的橡胶沥青混合料强度,单位MPa;S0为某加载模式的某试验温度下,加载速率为2MPa/s对应的橡胶沥青混合料强度,单位MPa;v为某加载速率,单位MPa/s;v0为加载速率为2MPa/s;β为某一试验温度下橡胶沥青混合料的强度比与加载速率比成幂函数关系的指数,无量纲; 步骤三,将步骤二得到的各试验温度下的β值与各试验温度T进行多项式函数拟合,得到多项式函数方程:β=5.48×10-5T2-0.00661T+0.31507;式中,T为试验温度,单位℃; 步骤四,将步骤三得到的多项式函数方程与步骤二得到的非线性幂函数方程进行联合,得到不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方程 2.根据权利要求1所述的不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方法,其特征在于,步骤一中,所述直接拉伸加载模式下制样的要求为:样品采用小梁试件,成型过程为:首先利用振动压实机将橡胶沥青混合料碾压成型为长400mm×宽300mm×高50mm的车辙板,然后使用切割机将车辙板切割尺寸为长250mm×宽50mm×高50mm的小梁试件。 3.根据权利要求2所述的不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方法,其特征在于,所述直接拉伸加载模式下的强度计算方程为:式中:SD为小梁试件直接拉伸强度,单位MPa;PD为小梁试件的直接拉伸破坏荷载,单位N;a为小梁试件的宽度,单位mm;b为小梁试件的高度,单位mm。 4.根据权利要求1所述的不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方法,其特征在于,步骤一中,所述单轴压缩加载模式下制样的要求为:样品采用圆柱体试件,成型过程为:利用旋转压实仪将橡胶沥青混合料旋转压实成型,旋转压实仪的有效内旋转角为1.16°,压实转速为30r/min,垂直加载压力为600kPa,圆柱体试件尺寸为直径100mm、高100mm。 5.根据权利要求4所述的不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方法,其特征在于,所述单轴压缩加载模式下的强度计算方程为:式中:SC为圆柱体试件单轴压缩强度,单位MPa;PC为圆柱体试件的单轴压缩破坏荷载,单位N;d为圆柱体试件的直径,单位mm;π为圆周率。 6.根据权利要求1所述的不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方法,其特征在于,步骤一中,所述间接拉伸加载模式下制样的要求为:样品采用切割圆柱体试件,成型过程为:首先通过旋转压实成型得到直径100mm、高度100mm的圆柱体试件,然后把符合尺寸要求的试件利用切割机切割成直径100mm、高度65mm的切割圆柱体试件。 7.根据权利要求6所述的不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方法,其特征在于,所述间接拉伸加载模式下的强度计算方程为:ST=0.006287PT/h,式中:ST为切割圆柱体试件间接拉伸强度,单位MPa;PT为切割圆柱体试件的间接拉伸破坏荷载,单位N;h为切割圆柱体试件的高度,单位mm。 8.根据权利要求1所述的不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方法,其特征在于,步骤一中,所述进行强度试验的控制模式均为应力控制。 9.根据权利要求1所述的不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方法,其特征在于,步骤一中,所述不同试验温度包括:10℃、15℃、20℃、25℃。 10.根据权利要求1所述的不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方法,其特征在于,步骤一中,所述不同加载速率包括:0.02MPa/s、0.05MPa/s、0.1MPa/s、0.2MPa/s、0.5MPa/s、1MPa/s、2MPa/s。
摘要:
本发明公开了一种不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方法,通过对橡胶沥青混合料在三种加载模式下进行强度试验,计算各试验温度下橡胶沥青混合料在三种加载模式下的强度比和加载速率比,对结果进行非线性幂函数拟合,得到幂函数方程S/S0=(v/v0)β;将各试验温度的指数β与温度T进行多项式函数拟合,得到方程:β=5.48×10‑5T2‑0.00661T+0.31507;将多项式函数方程与幂函数方程进行联合,得到不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方程本发明提供的不同加载模式下橡胶沥青混合料强度的温度相关性统一表征方法,建立了不同加载模式下橡胶沥青混合料强度...

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