一種瀝青混合料顆粒性區(qū)域確定及影響因素評價方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種瀝青混合料顆粒性區(qū)域確定及影響因素評價方法，其是通過在車轍試驗試件斷面上畫等值線，在不同荷載、不同時間條件進(jìn)行車轍試驗，記錄試驗完成時各個斷面等值線開始出現(xiàn)折斷的位置，采集折斷位置的深度，即為顆粒性區(qū)域深度，取多個斷面的顆粒性區(qū)域深度平均值，從而確定出該瀝青混合料顆粒性區(qū)域，再利用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法對不同荷載、溫度對瀝青混合料顆粒性區(qū)域深度的影響程度進(jìn)行分析，得出顆粒性區(qū)域范圍與荷載、溫度的關(guān)聯(lián)度，即得出溫度、荷載對瀝青混合料的顆粒性區(qū)域的影響，本發(fā)明具有實驗方案簡單易行，可重復(fù)性強，結(jié)論清晰明確，有助于瀝青路面的力學(xué)分析和計算。
【專利說明】一種瀝青混合料顆粒性區(qū)域確定及影響因素評價方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于浙青混合料結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)評價【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種采用等值 線法并基于車轍試驗確定出溫度和荷載對浙青混合料顆粒性的影響的浙青混合料顆粒性 區(qū)域確定及影響因素評價方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 浙青混合料是由浙青、集料、空隙等組成的一種多相混合材料，通過浙青膠將的粘 結(jié)能力將松散的顆粒材料聯(lián)接成一個整體，其中集料的質(zhì)量占混合料總質(zhì)量的90%以上， 體積約占70 %以上。因此，浙青混合料實際上是一種非均質(zhì)，不連續(xù)材料，顆粒性特征顯著。 但是，目前我國現(xiàn)行的《公路浙青路面設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定在浙青路面設(shè)計時所采用的力學(xué)分 析基礎(chǔ)是彈性層狀體系，彈性層狀體系理論假設(shè)浙青混合料為各向同性的均質(zhì)材料。目前 針對浙青混合料顆粒性特征的研究多集中采用圖像處理和數(shù)值模擬的方法，如運用數(shù)字化 圖像、光彈鏡像技術(shù)、X-rayCT等對混合料內(nèi)部的集料取向、接觸狀況、離析、浙青砂膠分 布、空隙分布等進(jìn)行識別，然后對浙青混合料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維數(shù)字重建，對混合料的強 度機理和宏觀力學(xué)行為進(jìn)行數(shù)值模擬，這些方法和手段對于模擬和分析浙青混合料的微細(xì) 觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能是一種有效的方法，但也存在明顯的不足：（1)實驗過程和數(shù)據(jù)處理繁 瑣復(fù)雜，耗時費力，推廣比較困難；⑵目前的研究方法側(cè)重于浙青混合料顆粒性的物理特 征而忽視了在應(yīng)力場及溫度場中顆粒性表現(xiàn)出的力學(xué)特征。（3)評價指標(biāo)不能真正反映混 合料的顆粒性特征與其宏觀力學(xué)響應(yīng)的關(guān)系。一些研究人員采用離散元方法模擬分析浙青 混合料的力學(xué)行為，但是由于混合料復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和環(huán)境，這種方法很難準(zhǔn)確模擬和分 析混合料的力學(xué)行為。因此目前的方法還無法全面的分析混合料的顆粒性特征，更無法利 用其顆粒性特征來準(zhǔn)確的評價和預(yù)測混合料宏觀的力學(xué)行為，迫切需要新方法和新思路對 混合料的顆粒性行為予以描述、分析和評價，確定出在一定的溫度場和應(yīng)力場中浙青混合 料顆粒性區(qū)域與連續(xù)性區(qū)域，以對混合料設(shè)計、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以及力學(xué)分析提供更為真實 可靠的信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明提供了一種實驗過程簡單、實驗結(jié)果準(zhǔn) 確，能夠真實反映混合料的顆粒性特征與宏觀力學(xué)響應(yīng)關(guān)系的浙青混合料顆粒性區(qū)域確定 方法。
[0004] 本發(fā)明還提供了一種方法簡單、能夠真實反映混合料的顆粒性特征與宏觀力學(xué)響 應(yīng)關(guān)系，為浙青路面設(shè)計提供參考依據(jù)的浙青混合料顆粒性區(qū)域影響因素評價方法。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 浙青混合料顆粒性區(qū)域確定方法由以下步驟組成：
[0007] (1)將成型好的車轍試驗試件等分切割，并在每段試件的斷面上畫等值線，自上而 下第一條等值線距試件頂面10?15_，之后每隔3?5mm標(biāo)注一條等值線；
[0008] (2)在荷載為0? 7?1.IMPa，溫度為0?60°C，時間為20?60min的條件下進(jìn)行 車轍試驗，記錄試驗完成時不同荷載、溫度下所對應(yīng)的各個斷面等值線開始出現(xiàn)折斷的位 置，測量出折斷位置的深度；
[0009] (3)取多個斷面的折斷位置深度的平均值，即為相應(yīng)荷載、溫度條件下該浙青混合 料顆粒性區(qū)域深度，從而劃分出浙青混合料的顆粒性區(qū)域。
[0010] 浙青混合料顆粒性區(qū)域影響因素評價方法由以下步驟組成：
[0011] (1)將成型好的車轍試驗試件等分切割，并在每段試件的斷面上畫等值線，自上而 下第一條等值線距試件頂面10?15_，之后每隔3?5mm標(biāo)注一條等值線；
[0012] (2)在荷載為0? 7?1.IMPa，溫度為0?60°C，時間為20?60min的條件下進(jìn)行 車轍試驗，記錄試驗完成時不同荷載、溫度下所對應(yīng)的各個斷面等值線開始出現(xiàn)折斷的位 置，測量出折斷位置的深度；
[0013] (3)取多個斷面的折斷位置深度的平均值，即為相應(yīng)荷載、溫度條件下該浙青混合 料顆粒性區(qū)域深度，利用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法對步驟2)的荷載和溫度兩個影響因素對浙 青混合料顆粒性區(qū)域深度的影響程度進(jìn)行分析，得出該浙青混合料的顆粒性區(qū)域范圍與荷 載、溫度的關(guān)聯(lián)度，關(guān)聯(lián)度表達(dá)式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種浙青混合料顆粒性區(qū)域確定方法，其特征在于由以下步驟組成： (1) 將成型好的車轍試驗試件等分切割，并在每段試件的斷面上畫等值線，自上而下第 一條等值線距試件頂面10?15mm，之后每隔3?5mm標(biāo)注一條等值線； (2) 在荷載為0. 7?I.IMPa，溫度為0?60°C，時間為20?60min的條件下進(jìn)行車轍 試驗，記錄試驗完成時不同荷載、溫度下所對應(yīng)的各個斷面等值線開始出現(xiàn)折斷的位置，測 量出折斷位置的深度； (3) 取多個斷面的折斷位置深度的平均值，即為相應(yīng)荷載、溫度條件下該浙青混合料顆 粒性區(qū)域深度，從而劃分出浙青混合料的顆粒性區(qū)域。
2. -種浙青混合料顆粒性區(qū)域影響因素評價方法，其特征在于由以下步驟組成： (1) 將成型好的車轍試驗試件等分切割，并在每段試件的斷面上畫等值線，自上而下第 一條等值線距試件頂面10?15mm，之后每隔3?5mm標(biāo)注一條等值線； (2) 在荷載為0. 7?I.IMPa，溫度為0?60°C，時間為20?60min的條件下進(jìn)行車轍 試驗，記錄試驗完成時不同荷載、溫度下所對應(yīng)的各個斷面等值線開始出現(xiàn)折斷的位置，測 量出折斷位置的深度； (3) 取多個斷面的折斷位置深度的平均值，即為相應(yīng)荷載、溫度條件下該浙青混合料顆 粒性區(qū)域深度，利用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法對步驟2)的荷載和溫度兩個影響因素對浙青混 合料顆粒性區(qū)域深度的影響程度進(jìn)行分析，得出該浙青混合料的顆粒性區(qū)域范圍與荷載、 溫度的關(guān)聯(lián)度，關(guān)聯(lián)度表達(dá)式為：
式⑴中： Y1表示不同因素對顆粒性區(qū)域深度的關(guān)聯(lián)度； r表不第i種因素關(guān)聯(lián)關(guān)系；
Ift.
丨，生成的新的參考數(shù)列； 生成的新的比較序列；
Xci= (XciGOIk= 1，2，"·，η}記為參考數(shù)列Xci,表示不同溫度、荷載條件下浙青混合料 顆粒性區(qū)域深度； Xi= {Xi(k)|k= 1，2，…，η}，表示不同顆粒性區(qū)域深度對應(yīng)的溫度和荷載條件； i= 1，2,代表溫度和荷載兩種影響因素； N=數(shù)列的列數(shù)； k表示數(shù)列的第k項； 所得關(guān)聯(lián)度越大說明該影響因素對浙青混合料的顆粒性區(qū)域范圍的影響程度越大，從 而評價出溫度、荷載對浙青混合料的顆粒性區(qū)域的影響。
【文檔編號】G01N3/14GK104458432SQ201410675268
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】張久鵬, 裴建中, 朱紅斌, 李蕊, 肖凱, 馬偉思, 吳春穎, 安豐偉, 葉勤 申請人:長安大學(xué), 江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司