沥青混合料蠕变柔量的一种实用模型及其应用Ξ.PDF

Vol. 23 No. 2 　　 　　　　　　 　 　　　　　　　　　 　 第23卷 第2期 固 体 力 学 学 报 2002年 　6 月 ACTA MECHANICA SOLIDA SINICA J une 　2002 沥青混合料蠕变柔量的 一种实用模型及其应用 1 ,2 1 1 3 王后裕 　　朱可善 　　言志信 　　凌天清 ( 1重庆大学B 区土木工程学院 ,重庆 ,400045) (2 空军工程设计研究局 ,北京 ,100077) (3 重庆交通学院 ,重庆 ,400074) 摘 　要 　通过分析沥青混合料加载时的“固结效应”和卸载时的“永久变形”等流变学特征 , 提出了一个较为实用的流变学模型 ,并给出了模型参数的确定方法 ,该模型参数数目可多可少 , 且能满足 Blotzmann 叠加原理 ,可应用于应力随时间变化以及其它各种复杂应力状态的情况. 关键词 　流变学模型 ,沥青混合料 ,固结效应 ,车辙 1 　引言 随着公路建设的高速发展 ,人们对沥青混合料的认识也不断深化 ,沥青混合料的变形与 加载时间有关这一基本特征正日益受到研究者的关注 ,在沥青路面车辙预估和结构分析计 算中正采用各种不同的粘弹性模型来表征沥青混合料的流变性能[1～3 ] . 根据大量的室内试验和实际路面观测的资料表明 ,沥青混合料的流变性能具有两个明 显特点 :其一 ,沥青混合料受到荷载作用后 ,立即发生瞬时弹性变形 ,在荷载的持续作用下 , 又产生一定的粘弹性变形 , 同时还有粘性流动变形相伴随;卸载后 ,沥青混合料将发生瞬间 弹性恢复 ,接着 ,随着时间的推移 ,相继有粘弹性变形得到恢复 ,而粘性流动变形却不能恢复 而成为“永久变形”. 其二 ,沥青混合料的粘性流动变形并不随荷载作用时间的延长而无限增 加 ,而是随着时间的推移 ,粘性流动变形的增量逐渐减小 ,最终使粘性流动变形趋于一个稳 定值 ,即产生所谓的“固结效应”. 仅就上面第一个特点来说 , 选用一些简单的流变学模型如 Burgers 四参数流体模型即可获得很好的效果;而就沥青混合料的 第二个特点来说 ,选用三参数标准线性固体模型也可获得很好的 效果. 然而要同时兼顾“永久变形”和“固结效应”两个特点 ,一般仅 由若干个Maxwell 单元和 Kelvin 单元组合而成的简单流变学模型 是难以实现的. 为满足沥青混合料的这两个流变特征 ,文献[ 1 ]提 ( 出了一个改进的 Burgers 模型 , 即“四单元五参数”模型 图 1 所 ) η( ) = B t 示 ,它取Maxwell 单元中粘壶的粘滞度为 t A e ,这样基本克 图 1 　改进 Burgers 模型 服了 Burgers 模型不能反映沥青混合料“固结效应”的缺陷 ,其蠕变 方程为 收到第 1 稿 收到修改稿. © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 第 2 期 　　　 　　王后裕等