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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 瀝青混凝土熱粘彈性本構(gòu)模型的研究
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 簡介：
- 瀝青混合料是一種熱流變材料，其力學(xué)特性與溫度有直接關(guān)系，研究瀝青混合料的本構(gòu)關(guān)系是分析瀝青路面的力學(xué)行為和變形特性的理論基礎(chǔ)?？紤]瀝青混合料材料對溫度的敏感性，對不同的溫度條件下瀝青混合料的應(yīng)力松弛特征開展了試驗(yàn)研究，建立了含溫度變量的瀝青混合料本構(gòu)模型。通過不同溫度下應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系試驗(yàn)確定了廣義maxwell模型可以描述瀝青混合料的粘彈性特性，并擬合求得了其參數(shù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 瀝青混合料是一種熱流變材料，其力學(xué)特性與溫度有直接關(guān)系，研究瀝青混合料的本構(gòu)關(guān)系是分析瀝青路面的力學(xué)行為和變形特性的理論基礎(chǔ)。為了描述其熱流變性質(zhì)，早在20世紀(jì)60年代，Monismith C.L就已應(yīng)用流變理論對瀝青混凝土的粘彈性特征進(jìn)行了研究，并且證實(shí)了Burgers模型可以用于分析瀝青混合料的粘彈性特性。1996年，Sun Woo Park, Y. Richard Kim和Richard A. Schapery提出了粘彈性破壞模型以及在瀝青混凝土中的應(yīng)用，2005年，J. Murali Krishnan和K. R. Rajagopal對瀝青混凝土的力學(xué)行為進(jìn)行了研究。在國內(nèi)，對瀝青路面材料非線性力學(xué)特性也進(jìn)行了深入的研究。2002年田小革等采用約束試件溫度應(yīng)力試驗(yàn)研究瀝青路面的低溫開裂問題，提出了完整的溫度應(yīng)力曲線規(guī)律和考慮瀝青混合料在連續(xù)降溫過程中的應(yīng)力松弛效應(yīng)的溫度應(yīng)力計(jì)算方法；2006年錢國平等應(yīng)用熱流變簡單材料的時(shí)溫等效原理對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析和參數(shù)擬合，提出瀝青混合料非定常和非均勻變溫條件下增量型熱粘彈性本構(gòu)關(guān)系；2008年鄭健龍等對不同的溫度條件下瀝青混合料的應(yīng)力松弛特征開展了試驗(yàn)研究，建立了描述瀝青混合料粘彈特性的廣義Maxwell模型。2009年曹麗萍、孫立軍、董澤蛟對恒溫、變溫下的瀝青混合料變形特性進(jìn)行了研究，并分析了影響因素；2010年劉宇、張肖寧、陳少幸在分析半圓試件荷載響應(yīng)的基礎(chǔ)上開發(fā)了基于半圓試件的動(dòng)態(tài)模量測試方法，確定了試驗(yàn)參數(shù)，對常用瀝青面層混合料進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模量測試。本文在考慮溫度對瀝青混合料的力學(xué)特性影響的前提下，通過不同溫度下的瀝青混合料應(yīng)力松弛試驗(yàn)，建立了瀝青混合料的熱粘彈性本構(gòu)模型，并確定了模型的參數(shù)。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：盡管國內(nèi)外學(xué)者對其本構(gòu)模型提出了各種不同的方程，但可以用于粘彈性熱力耦合問題求解的成果較少，如果能研究出瀝青混合料熱粘彈性的本構(gòu)模型，就可以為瀝青道路的建設(shè)與發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。思路：1.總結(jié)前人研究工作，提出溫度對瀝青混合料力學(xué)特性的影響方式和描述方法；2.在不同的溫度條件下瀝青混合料的應(yīng)力松弛特征開展試驗(yàn)研，進(jìn)而建立瀝青混合料的本構(gòu)模型；3.對建立的本構(gòu)模型驗(yàn)證。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 考慮溫度對瀝青混合料力學(xué)特性的影響，建立適合描述瀝青混合料熱粘彈性本構(gòu)模型。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 路面結(jié)構(gòu)早期破壞現(xiàn)象的發(fā)生是路面結(jié)構(gòu)在荷載和環(huán)境共同作用下力學(xué)行為的直接反映，積極開展路面力學(xué)行為的研究，對于全面理解路面破壞機(jī)理、優(yōu)化路面混合料設(shè)計(jì)、合理選擇路面破壞維修方式并有針對性地防止和控制路面早期破壞是至關(guān)重要的。建立瀝青混合料熱粘彈性本構(gòu)模型，是瀝青路面的設(shè)計(jì)與施工的理論基礎(chǔ)，為分析和解決路面早期破壞問題提供理論支持。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 考慮瀝青混合料材料對溫度的敏感性，對不同的溫度條件下瀝青混合料的應(yīng)力松弛特征開展了試驗(yàn)研究，建立了含溫度變量的瀝青混合料本構(gòu)模型。通過不同溫度下應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系試驗(yàn)確定了廣義maxwell模型可以描述瀝青混合料的粘彈性特性，并擬合求得了其參數(shù)。研究結(jié)果表明：完善后的本構(gòu)方程考慮了溫度對瀝青混合料力學(xué)性能的影響，可以用于描述瀝青混合料溫度敏感特性和力學(xué)特性。
獲獎(jiǎng)情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- [1] 田小革,應(yīng)榮華,鄭健龍. 瀝青混凝土溫度應(yīng)力試驗(yàn)及其數(shù)值模擬[J].土木工程學(xué)報(bào)，2002, 35(3):25-30; [2] 錢國平等. 瀝青混合料增量型熱粘彈性本構(gòu)關(guān)系研究[J].應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào),2006, 23(3):338-342; [3] 鄭健龍,錢國平,應(yīng)榮華. 瀝青混合料熱粘彈性本構(gòu)關(guān)系試驗(yàn)測定及其力學(xué)應(yīng)用[J].工程力學(xué),2008, 25(1):34-41;
同類課題研究水平概述
- 2005年，J. Murali Krishnan和K. R. Rajagopal對瀝青混凝土的力學(xué)行為進(jìn)行了研究。在國內(nèi)，對瀝青路面材料非線性力學(xué)特性也進(jìn)行了深入的研究。2002年田小革等采用約束試件溫度應(yīng)力試驗(yàn)研究瀝青路面的低溫開裂問題，提出了完整的溫度應(yīng)力曲線規(guī)律和考慮瀝青混合料在連續(xù)降溫過程中的應(yīng)力松弛效應(yīng)的溫度應(yīng)力計(jì)算方法；2006年錢國平等應(yīng)用熱流變簡單材料的時(shí)溫等效原理對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析和參數(shù)擬合，提出瀝青混合料非定常和非均勻變溫條件下增量型熱粘彈性本構(gòu)關(guān)系；2008年鄭健龍等對不同的溫度條件下瀝青混合料的應(yīng)力松弛特征開展了試驗(yàn)研究，建立了描述瀝青混合料粘彈特性的廣義Maxwell模型。2009年曹麗萍、孫立軍、董澤蛟對恒溫、變溫下的瀝青混合料變形特性進(jìn)行了研究，并分析了影響因素；2010年劉宇、張肖寧、陳少幸在分析半圓試件荷載響應(yīng)的基礎(chǔ)上開發(fā)了基于半圓試件的動(dòng)態(tài)模量測試方法，確定了試驗(yàn)參數(shù)，對常用瀝青面層混合料進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模量測試。本文在考慮溫度對瀝青混合料的力學(xué)特性影響的前提下，通過不同溫度下的瀝青混合料應(yīng)力松弛試驗(yàn)，建立了瀝青混合料的熱粘彈性本構(gòu)模型，并確定了模型的參數(shù)。
