CN117805351B - 一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法 - Google Patents
一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117805351B CN117805351B CN202410232035.1A CN202410232035A CN117805351B CN 117805351 B CN117805351 B CN 117805351B CN 202410232035 A CN202410232035 A CN 202410232035A CN 117805351 B CN117805351 B CN 117805351B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- test pieces
- temperature
- group
- freeze
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title claims abstract description 230
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 230
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 323
- 238000010257 thawing Methods 0.000 claims abstract description 137
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 34
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 34
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 21
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 21
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 7
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 7
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 238000013112 stability test Methods 0.000 claims description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 206010016256 fatigue Diseases 0.000 description 14
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明属于道路工程技术领域，涉及到一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法，本发明以设定冻融条件对各类沥青混合料的各组试件执行对应梯次冻融循环试验，真实模拟季冻地区的温度变化和冻融循环状态，分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度、低温抗裂性能损伤度、水稳定性能损伤度，并导入Matlab软件内，依据Logistic模型方程生成对应回归曲线，得到对应的饱和因子和增长速度因子，将二者作为关键分析因素更直观地量化各类沥青混合料分别对于高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力系数，不仅有助于精准比对各类沥青混合料在抗疲劳性能内多层面的退化趋势，为沥青路面的设计和施工提供有力支持。
Description
技术领域
本发明属于道路工程技术领域，涉及到一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法。
背景技术
沥青路面因其具有良好的防滑、降噪、耐磨等性能，广泛应用于高速公路、城市道路等交通领域。然而在季冻地区，沥青路面在冻融条件的频繁交替以及车辆荷载等因素作用下，会产生严重的早期疲劳破坏，因而为考察沥青混合料能否经受季冻地区的严酷环境条件影响，针对沥青混合料的抗疲劳性能评价至关重要。
由于季冻地区的天气特点，针对沥青混合料的抗疲劳性能评价主要从高温稳定性能、低温稳定性能以及水稳定性能三个层面出发，现有沥青混合料抗疲劳性能评价方法还存在以下几个方面的问题：1、现有沥青混合料抗疲劳性能评价方法主要包括室内试验和现场试验两大类，在室内试验中，虽然可以通过反复加载或弯曲模拟不同应力状态和温度条件下的疲劳损伤过程，但由于缺乏对季冻地区特有的冻融循环状态的模拟，导致评价结果过于理想化。而在现场试验中，虽然能够有效地保留沥青路面的冻融循环状态，但针对沥青路面的试验操作较为浅显，无法精准模拟规范温度或应力进行准确测量，从而导致评价结果存在一定的误差。
2、现有沥青混合料抗疲劳性能评价方法缺乏有效的数值化分析方式，不同试验方法和设备得出的评价结果存在较大的差异性，难以对沥青混合料的损伤程度和损伤速率进行准确的定量描述，从而难以对各类沥青混合料的高温稳定性能、低温稳定性能以及水稳定性能进行有效的比较，使得评价结果不具备可靠性。
发明内容
鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提供一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法，包括：S1.试件制造：以各类沥青混合料为原料制造其对应设定数量的马歇尔试件，按照固定数量进行分组并赋予顺序组号，得到各类沥青混合料的各组试件，按照组号顺序将各组试件与各梯次冻融循环一一对应。
S2.冻融循环试验执行：以设定冻融条件对各类沥青混合料的各组试件执行对应梯次冻融循环试验，并将每组试件按照等比例关系进一步划分为各一类试件、各二类试件和各三类试件。
S3.高温性能指标测定：对各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件进行高温性能指标测定，分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度。
S4.低温性能指标测定：对各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件进行低温性能指标测定，分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的低温抗裂性能损伤度。
S5.水稳定性能指标测定：对各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件进行水稳定性能指标测定，分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的水稳定性能损伤度。
S6.抗冻融循环能力评估：根据各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度、低温抗裂性能损伤度、水稳定性能损伤度，评估各类沥青混合料分别对于高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力系数。
S7.抗冻融循环能力序列反馈：按照抗冻融循环能力系数从大到小的顺序对各类沥青混合料进行顺序排列，分别生成沥青混合料针对高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力序列并进行反馈。
优选地，所述对各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件进行高温性能指标测定，包括：将各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件擦干水分后置于马歇尔稳定度试验仪的下压板上，启动试验仪电源并调整加载速度达到高温试验要求标准值，利用试验仪上压板对试件进行荷载施压直到试件发生破坏，记录试件所能承受的最大荷载并将其作为试件的高温稳定度，进而得到各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件的高温稳定度。
优选地，所述分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度，包括：将各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件的高温稳定度进行均值计算，得到各类沥青混合料各组试件的参照高温稳定度，其中/>为各类沥青混合料的编号，，/>为各组试件的编号，/>，由公式/>得到各类沥青混合料各组试件的高温稳定性能损伤度，其中/>为第/>类沥青混合料第1组试件的参照高温稳定度，将各组试件与其冻融循环梯次进行对应，由此得到各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度。
优选地，所述对各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件进行低温性能指标测定，包括：将各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件静置于室内直至完全干燥，再将其放置在对应预设试验温度的冰箱内保温，直至试件完全达到预设试验温度取出，再次置于预设温度区间的低温环境箱内，利用低温环境箱内的马歇尔劈裂试验机对试件进行低温劈裂试验，启动马歇尔劈裂试验机电源并调整加载速度达到低温试验要求标准值，逐步增加马歇尔劈裂试验机上劈裂头的劈裂力，直到试件发生裂纹并劈开，记录此时马歇尔劈裂试验机上所显示的劈裂力，并将其作为试件的低温劈裂强度，进而得到各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件的低温劈裂强度。
优选地，所述分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的低温抗裂性能损伤度，包括：通过各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件的低温劈裂强度进行均值计算，得到各类沥青混合料各组试件的参照低温劈裂强度，分析各类沥青混合料各组试件的低温抗裂性能损伤度/>，其计算公式为：/>，其中/>为第/>类沥青混合料第1组试件的参照低温劈裂强度，将各组试件与其冻融循环梯次进行对应，由此得到各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的低温抗裂性能损伤度。
优选地，所述对各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件进行水稳定性能指标测定，包括：将各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件依次模拟进行低温冻结过程、高温浸泡过程和室温恢复过程，将试件置于冻融劈裂试验机上，启动冻融劈裂试验机并调整加载速度达到水稳试验要求标准值，对试件逐步进行负荷加载，直至试件发生劈裂破坏，记录此时冻融劈裂试验机显示的负荷加载值并将其作为试件的冻融劈裂强度，进而得到各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的冻融劈裂强度。
重新制作各类沥青混合料对应单个马歇尔试件，记为各类沥青混合料的对照试件，同上述各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的冻融劈裂强度获取方法一致，得到各类沥青混合料的对照试件的冻融劈裂强度。
将各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的冻融劈裂强度与其对照试件的冻融劈裂强度的比值作为各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的劈裂抗拉强度。
优选地，所述分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的水稳定性能损伤度，包括：通过各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的劈裂抗拉强度进行均值计算，得到各类沥青混合料各组试件的参照劈裂抗拉强度，分析各类沥青混合料各组试件的水稳定性能损伤度/>，其计算公式为：/>，其中/>为第/>类沥青混合料第1组试件的参照劈裂抗拉强度，将各组试件与其冻融循环梯次进行对应，由此得到各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的水稳定性能损伤度。
优选地，所述评估各类沥青混合料分别对于高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力系数，包括：将各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度、低温抗裂性能损伤度、水稳定性能损伤度导入Matlab软件内，一并导入WEB云端存储的Logistic模型方程进行非线性拟合，分别构建各类沥青混合料的高温稳定性能损伤回归曲线、低温抗裂性能损伤回归曲线、水稳定性能损伤回归曲线，将回归曲线上的最大值作为Logistic模型方程的饱和因子，将回归曲线的斜率作为Logistic模型方程的增长速度因子，进而得到各类沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性能的Logistic模型方程的饱和因子和增长速度因子，记为和/>。
由公式、/>、分别得到各类沥青混合料分别对于高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力系数，其中/>为自然常数。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明以设定冻融条件对各类沥青混合料的各组试件执行对应梯次冻融循环试验，真实模拟季冻地区的温度变化和冻融循环，从而为后续的高温稳定性能损伤度、低温抗裂性能损伤度、水稳定性能损伤度分析提供特定条件支撑，帮助更准确地评价各类沥青混合料在寒冷地区的性能损伤程度。
（2）本发明通过马歇尔稳定度试验仪对各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件进行高温稳定度检测，以此作为试件高温性能评价指标，得到各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度，有助于更准确地了解各类沥青混合料在冻融循环下的高温稳定性能退化。
（3）本发明通过马歇尔劈裂试验机对各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件进行低温性能指标测定，有效量化各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的低温抗裂性能损伤度，帮助考察各类沥青混合料在冻融循环下的低温抗裂性能，且因采用相同试验和仪器从而使得各类沥青混合料的试验结果具有可重复性和可对比性。
（4）本发明将各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件依次模拟进行低温冻结过程、高温浸泡过程和室温恢复过程，并置于冻融劈裂试验机上，全面准确了解各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的劈裂抗拉强度，为评价沥青混合料水稳定性能提供了更深入、更全面的认识，为工程实践提供了实用的技术手段。
（5）本发明以Logistic模型方程为曲线函数，构建各类沥青混合料的高温稳定性能损伤回归曲线、低温抗裂性能损伤回归曲线、水稳定性能损伤回归曲线，获取饱和因子和增长速度因子以此更直观地量化各类沥青混合料分别对于高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力系数，不仅有助于精准比对各类沥青混合料在抗疲劳性能内多层面的退化趋势，还有助于预测沥青路面的长期性能表现，为沥青路面的设计和施工提供有力支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法实施步骤流程图。
图2为本发明的各类沥青混合料的高温稳定性能损伤回归曲线参照示意图；
图3为本发明的各类沥青混合料的低温抗裂性能损伤回归曲线参照示意图；
图4为本发明的各类沥青混合料的水稳定性能损伤回归曲线参照示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明提供了一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法，包括：S1.试件制造：以各类沥青混合料为原料制造其对应设定数量的马歇尔试件，按照固定数量进行分组并赋予顺序组号，得到各类沥青混合料的各组试件，按照组号顺序将各组试件与各梯次冻融循环一一对应。
需要说明的是，本发明的各类沥青混合料包括基质沥青混合料AM、单掺硅藻土的改性沥青混合料DAM、单掺玄武岩纤维的改性沥青混合料BFAM、复掺硅藻土和玄武岩纤维的改性沥青混合料DBFAM。
还需要说明的是，上述马歇尔试件的制造规格尺寸是完全一致的。
S2.冻融循环试验执行：以设定冻融条件对各类沥青混合料的各组试件执行对应梯次冻融循环试验，并将每组试件按照等比例关系进一步划分为各一类试件、各二类试件和各三类试件。
需要说明的是，上述设定冻融条件具体指以60℃水浴8h作为融化条件，以-18℃下冻16小时为结冻条件。
还需要说明的是，上述单位梯次冻融循环具体指代3次，即第一梯次表示0次冻融循环，第二梯次表示3次冻融循环，第三梯次表示6次冻融循环，以此类推，此外本发明设定最高冻融循环次数为15次。
本发明实施例以设定冻融条件对各类沥青混合料的各组试件执行对应梯次冻融循环试验，真实模拟季冻地区的温度变化和冻融循环，从而为后续的高温稳定性能损伤度、低温抗裂性能损伤度、水稳定性能损伤度分析提供特定条件支撑，帮助更准确地评价各类沥青混合料在寒冷地区的性能损伤程度。
S3.高温性能指标测定：对各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件进行高温性能指标测定，分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度。
具体地，所述对各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件进行高温性能指标测定，包括：将各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件擦干水分后置于马歇尔稳定度试验仪的下压板上，启动试验仪电源并调整加载速度达到高温试验要求标准值，利用试验仪上压板对试件进行荷载施压直到试件发生破坏，记录试件所能承受的最大荷载并将其作为试件的高温稳定度，进而得到各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件的高温稳定度。
需要说明的是，上述马歇尔稳定度试验仪达到高温试验要求标准值的加载速度具体为50mm/min。
还需要说明的是，上述试件高温性能指标测定是建立在60℃水浴基础上，因而在试件经过对应梯次冻融循环后需立即置于马歇尔稳定度试验仪进行高温稳定度检测。
具体地，所述分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度，包括：将各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件的高温稳定度进行均值计算，得到各类沥青混合料各组试件的参照高温稳定度，其中/>为各类沥青混合料的编号，，/>为各组试件的编号，/>，由公式/>得到各类沥青混合料各组试件的高温稳定性能损伤度，其中/>为第/>类沥青混合料第1组试件的参照高温稳定度，将各组试件与其冻融循环梯次进行对应，由此得到各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度。
本发明实施例通过马歇尔稳定度试验仪对各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件进行高温稳定度检测，以此作为试件高温性能评价指标，得到各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度，有助于更准确地了解各类沥青混合料在冻融循环下的高温稳定性能退化。
S4.低温性能指标测定：对各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件进行低温性能指标测定，分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的低温抗裂性能损伤度。
具体地，所述对各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件进行低温性能指标测定，包括：将各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件静置于室内直至完全干燥，再将其放置在对应预设试验温度的冰箱内保温，直至试件完全达到预设试验温度取出，再次置于预设温度区间的低温环境箱内，利用低温环境箱内的马歇尔劈裂试验机对试件进行低温劈裂试验，启动马歇尔劈裂试验机电源并调整加载速度达到低温试验要求标准值，逐步增加马歇尔劈裂试验机上劈裂头的劈裂力，直到试件发生裂纹并劈开，记录此时马歇尔劈裂试验机上所显示的劈裂力，并将其作为试件的低温劈裂强度，进而得到各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件的低温劈裂强度。
需要说明的是，上述马歇尔劈裂试验机达到低温试验要求标准值的加载速度具体为1mm/min，且冰箱对应预设试验温度具体为-10℃，低温环境箱的预设温度区间具体为-10±0.5℃。
具体地，所述分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的低温抗裂性能损伤度，包括：通过各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件的低温劈裂强度进行均值计算，得到各类沥青混合料各组试件的参照低温劈裂强度，分析各类沥青混合料各组试件的低温抗裂性能损伤度/>，其计算公式为：/>，其中/>为第/>类沥青混合料第1组试件的参照低温劈裂强度，将各组试件与其冻融循环梯次进行对应，由此得到各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的低温抗裂性能损伤度。
本发明实施例通过马歇尔劈裂试验机对各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件进行低温性能指标测定，有效量化各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的低温抗裂性能损伤度，帮助考察各类沥青混合料在冻融循环下的低温抗裂性能，且因采用相同试验和仪器从而使得各类沥青混合料的试验结果具有可重复性和可对比性。
S5.水稳定性能指标测定：对各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件进行水稳定性能指标测定，分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的水稳定性能损伤度。
具体地，所述对各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件进行水稳定性能指标测定，包括：将各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件依次模拟进行低温冻结过程、高温浸泡过程和室温恢复过程，将试件置于冻融劈裂试验机上，启动冻融劈裂试验机并调整加载速度达到水稳试验要求标准值，对试件逐步进行负荷加载，直至试件发生劈裂破坏，记录此时冻融劈裂试验机显示的负荷加载值并将其作为试件的冻融劈裂强度，进而得到各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的冻融劈裂强度。
需要说明的是，上述将各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件依次模拟进行低温冻结过程、高温浸泡过程和室温恢复过程的具体方法为：将试件放置在-18℃环境中16h模拟低温冻结过程，接着放入60℃水中保温24h模拟高温浸泡过程，再放入25℃水中恒温不少于2h模拟室温恢复过程。
重新制作各类沥青混合料对应单个马歇尔试件，记为各类沥青混合料的对照试件，同上述各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的冻融劈裂强度获取方法一致，得到各类沥青混合料的对照试件的冻融劈裂强度。
还需要说明的是，上述各类沥青混合料的对照试件是未经过冻融循环的。
将各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的冻融劈裂强度与其对照试件的冻融劈裂强度的比值作为各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的劈裂抗拉强度。
具体地，所述分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的水稳定性能损伤度，包括：通过各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的劈裂抗拉强度进行均值计算，得到各类沥青混合料各组试件的参照劈裂抗拉强度，分析各类沥青混合料各组试件的水稳定性能损伤度/>，其计算公式为：/>，其中/>为第/>类沥青混合料第1组试件的参照劈裂抗拉强度，将各组试件与其冻融循环梯次进行对应，由此得到各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的水稳定性能损伤度。
本发明实施例将各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件依次模拟进行低温冻结过程、高温浸泡过程和室温恢复过程，并置于冻融劈裂试验机上，全面准确了解各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的劈裂抗拉强度，为评价沥青混合料水稳定性能提供了更深入、更全面的认识，为工程实践提供了实用的技术手段。
S6.抗冻融循环能力评估：根据各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度、低温抗裂性能损伤度、水稳定性能损伤度，评估各类沥青混合料分别对于高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力系数。
具体地，所述评估各类沥青混合料分别对于高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力系数，包括：将各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度、低温抗裂性能损伤度、水稳定性能损伤度导入Matlab软件内，一并导入WEB云端存储的Logistic模型方程进行非线性拟合，请参阅图2、3、4所示，分别构建各类沥青混合料的高温稳定性能损伤回归曲线、低温抗裂性能损伤回归曲线、水稳定性能损伤回归曲线，将回归曲线上的最大值作为Logistic模型方程的饱和因子，将回归曲线的斜率作为Logistic模型方程的增长速度因子，进而得到各类沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性能的Logistic模型方程的饱和因子和增长速度因子，记为和/>。
需要说明的是，上述回归曲线上的最大值是通过使用Matlab中的max函数直接对纵轴的数据序列进行操作，以找到最大值对应的点得到的，回归曲线的斜率是使用Matlab中的gradient函数直接计算反馈出来的，特别说明的是max函数、gradient函数均可在MATLAB工具箱查找使用，具体代码本发明不加以赘述。
还需要说明的是，上述Logistic模型是一种非线性概率回归分析模型，在计量研
究中应用广泛，可用于分析两分类或多分类因变量与自变量之间的关系，且Logistic模型
是在Malthus模型的基础上发展起来的，Malthus模型函数的计算公式为：，其中t为
自变量，N为是关于t的函数，r为常数，进一步对Malthus模型函数解析得到，其
中为自然常数，Vethust对于Malthus模型提出了线性制约的假设，即由于内部约束条件和
N的容量有限，N(t)不可能无限制增长，将Malthus模型函数进行如下修正得到，整理后可得到本发明的Logistic模型方程，，其中为
饱和因子，为函数的初始值，为增长速度因子，在本发明中函数应变化为冻融循
环梯次与各路用性能的损伤度之间的关系，各路用性能指标包括高温性能、低温性能、水稳
定性能。
由公式、/>、分别得到各类沥青混合料分别对于高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力系数。
需要说明的是，上述依据Logistic模型方程的饱和因子和增长速度因子进行各类沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力系数评估依据在于：饱和因子是用来分析沥青混合料冻融循环下不同路用性能的损伤程度的关键参数，饱和因子越大，则表示损伤程度越大，对冻融损伤的抵抗性能越弱，而增长速度因子则是用于反映沥青混合料不同路用性能的损伤速度增长情况的关键参数，增长速度因子越大，则表示损伤发展越快达到饱和，抗冻融循环能力越弱。
本发明实施例以Logistic模型方程为曲线函数，构建各类沥青混合料的高温稳定性能损伤回归曲线、低温抗裂性能损伤回归曲线、水稳定性能损伤回归曲线，获取饱和因子和增长速度因子以此更直观地量化各类沥青混合料分别对于高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力系数，不仅有助于精准比对各类沥青混合料在抗疲劳性能内多层面的退化趋势，还有助于预测沥青路面的长期性能表现，为沥青路面的设计和施工提供有力支持。
S7.抗冻融循环能力序列反馈：按照抗冻融循环能力系数从大到小的顺序对各类沥青混合料进行顺序排列，分别生成沥青混合料针对高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力序列并进行反馈。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法，其特征在于：该方法包括：
S1.试件制造：以各类沥青混合料为原料制造其对应设定数量的马歇尔试件，按照固定数量进行分组并赋予顺序组号，得到各类沥青混合料的各组试件，按照组号顺序将各组试件与各梯次冻融循环一一对应；
S2.冻融循环试验执行：以设定冻融条件对各类沥青混合料的各组试件执行对应梯次冻融循环试验，并将每组试件按照等比例关系进一步划分为各一类试件、各二类试件和各三类试件；
S3.高温性能指标测定：对各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件进行高温性能指标测定，分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度；
S4.低温性能指标测定：对各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件进行低温性能指标测定，分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的低温抗裂性能损伤度；
S5.水稳定性能指标测定：对各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件进行水稳定性能指标测定，分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的水稳定性能损伤度；
S6.抗冻融循环能力评估：根据各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度、低温抗裂性能损伤度、水稳定性能损伤度，评估各类沥青混合料分别对于高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力系数；
S7.抗冻融循环能力序列反馈：按照抗冻融循环能力系数从大到小的顺序对各类沥青混合料进行顺序排列，分别生成沥青混合料针对高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力序列并进行反馈；
所述评估各类沥青混合料分别对于高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力系数，包括：将各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度、低温抗裂性能损伤度、水稳定性能损伤度导入Matlab软件内，一并导入WEB云端存储的Logistic模型方程进行非线性拟合，分别构建各类沥青混合料的高温稳定性能损伤回归曲线、低温抗裂性能损伤回归曲线、水稳定性能损伤回归曲线，将回归曲线上的最大值作为Logistic模型方程的饱和因子，将回归曲线的斜率作为Logistic模型方程的增长速度因子，进而得到各类沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性能的Logistic模型方程的饱和因子和增长速度因子，记为和/>；
由公式、/>、分别得到各类沥青混合料分别对于高温性能、低温性能、水稳定性能的抗冻融循环能力系数，其中/>为自然常数。
2.根据权利要求1所述的一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法，其特征在于：所述对各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件进行高温性能指标测定，包括：将各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件擦干水分后置于马歇尔稳定度试验仪的下压板上，启动试验仪电源并调整加载速度达到高温试验要求标准值，利用试验仪上压板对试件进行荷载施压直到试件发生破坏，记录试件所能承受的最大荷载并将其作为试件的高温稳定度，进而得到各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件的高温稳定度。
3.根据权利要求2所述的一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法，其特征在于：所述分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度，包括：将各类沥青混合料的各组试件中的各一类试件的高温稳定度进行均值计算，得到各类沥青混合料各组试件的参照高温稳定度，其中/>为各类沥青混合料的编号，/>，/>为各组试件的编号，/>，由公式/>得到各类沥青混合料各组试件的高温稳定性能损伤度，其中/>为第/>类沥青混合料第1组试件的参照高温稳定度，将各组试件与其冻融循环梯次进行对应，由此得到各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的高温稳定性能损伤度。
4.根据权利要求3所述的一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法，其特征在于：所述对各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件进行低温性能指标测定，包括：将各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件静置于室内直至完全干燥，再将其放置在对应预设试验温度的冰箱内保温，直至试件完全达到预设试验温度取出，再次置于预设温度区间的低温环境箱内，利用低温环境箱内的马歇尔劈裂试验机对试件进行低温劈裂试验，启动马歇尔劈裂试验机电源并调整加载速度达到低温试验要求标准值，逐步增加马歇尔劈裂试验机上劈裂头的劈裂力，直到试件发生裂纹并劈开，记录此时马歇尔劈裂试验机上所显示的劈裂力，并将其作为试件的低温劈裂强度，进而得到各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件的低温劈裂强度。
5.根据权利要求4所述的一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法，其特征在于：所述分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的低温抗裂性能损伤度，包括：通过各类沥青混合料的各组试件中的各二类试件的低温劈裂强度进行均值计算，得到各类沥青混合料各组试件的参照低温劈裂强度，分析各类沥青混合料各组试件的低温抗裂性能损伤度，其计算公式为：/>，其中/>为第/>类沥青混合料第1组试件的参照低温劈裂强度，将各组试件与其冻融循环梯次进行对应，由此得到各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的低温抗裂性能损伤度。
6.根据权利要求3所述的一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法，其特征在于：所述对各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件进行水稳定性能指标测定，包括：将各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件依次模拟进行低温冻结过程、高温浸泡过程和室温恢复过程，将试件置于冻融劈裂试验机上，启动冻融劈裂试验机并调整加载速度达到水稳试验要求标准值，对试件逐步进行负荷加载，直至试件发生劈裂破坏，记录此时冻融劈裂试验机显示的负荷加载值并将其作为试件的冻融劈裂强度，进而得到各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的冻融劈裂强度；
重新制作各类沥青混合料对应单个马歇尔试件，记为各类沥青混合料的对照试件，同上述各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的冻融劈裂强度获取方法一致，得到各类沥青混合料的对照试件的冻融劈裂强度；
将各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的冻融劈裂强度与其对照试件的冻融劈裂强度的比值作为各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的劈裂抗拉强度。
7.根据权利要求6所述的一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法，其特征在于：所述分析各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的水稳定性能损伤度，包括：通过各类沥青混合料的各组试件中的各三类试件的劈裂抗拉强度进行均值计算，得到各类沥青混合料各组试件的参照劈裂抗拉强度，分析各类沥青混合料各组试件的水稳定性能损伤度/>，其计算公式为：/>，其中/>为第/>类沥青混合料第1组试件的参照劈裂抗拉强度，将各组试件与其冻融循环梯次进行对应，由此得到各类沥青混合料经历各梯次冻融循环后的水稳定性能损伤度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410232035.1A CN117805351B (zh) | 2024-03-01 | 2024-03-01 | 一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410232035.1A CN117805351B (zh) | 2024-03-01 | 2024-03-01 | 一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117805351A CN117805351A (zh) | 2024-04-02 |
| CN117805351B true CN117805351B (zh) | 2024-05-03 |
Family
ID=90430541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410232035.1A Active CN117805351B (zh) | 2024-03-01 | 2024-03-01 | 一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117805351B (zh) |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101241122A (zh) * | 2007-03-23 | 2008-08-13 | 天津国锐工程实验检测有限公司 | 一种选配适合不同沥青路面的沥青混合料的方法 |
| CN101344517A (zh) * | 2008-04-23 | 2009-01-14 | 张宏超 | 沥青混合料水气稳定性试验评价方法 |
| CN101526519A (zh) * | 2009-03-02 | 2009-09-09 | 深圳市市政工程总公司 | 粗集料压碎后沥青混合料性能的测试方法 |
| CN101592652A (zh) * | 2008-07-04 | 2009-12-02 | 重庆交通大学 | 湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法 |
| CN102980830A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-03-20 | 北京建筑工程学院 | 一种沥青混合料水稳定性能的评价方法 |
| CN103264445A (zh) * | 2013-05-23 | 2013-08-28 | 交通运输部公路科学研究所 | 基于均衡系数的沥青混合料热料仓比例确定方法 |
| CN104034866A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-09-10 | 北京建筑大学 | 对冷拌冷铺改性乳化沥青混合料性能评价的方法 |
| CN105067420A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-18 | 长安大学 | 一种薄层沥青混合料罩面耐久性的评价方法 |
| CN108181452A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-06-19 | 四川科路泰交通科技有限公司 | 一种排水沥青混合料冻胀破坏性试验方法 |
| CN111508567A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-07 | 沈阳建筑大学 | 沥青混合料冻融损伤特性分析方法及装置 |
| CN113092361A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-09 | 中海建筑有限公司 | 一种沥青混合料压实性能表征方法 |
| GB202202992D0 (en) * | 2021-10-25 | 2022-04-20 | Univ Tongji | Method and system for evaluating crack resistance of asphalt mixture under intermediate-temperature condition, and storage medium |
| CN115479884A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-12-16 | 哈尔滨工业大学 | 考虑冻融及老化对沥青混合料性能影响的试验及评价方法 |
| WO2023029793A1 (zh) * | 2021-09-03 | 2023-03-09 | 中铁一局集团第二工程有限公司 | 一种冻融循环作用下岩石蠕变损伤本构模型的构建方法 |
| LU503264B1 (en) * | 2022-12-27 | 2023-06-27 | Harbin Quan Transp Technology Co Ltd | Evaluation method for low temperature anti-cracking performance of asphalt mixture |
| CN116332563A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-06-27 | 中铁九局集团第一建设有限公司 | 基于响应曲面法设计抗冰融雪剂沥青混合料配比的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3024902B1 (fr) * | 2014-08-14 | 2016-09-16 | Total Raffinage Chimie | Methode de determination de la stabilite d'un produit petrolier contenant des asphaltenes. |
| US20170370899A1 (en) * | 2016-06-22 | 2017-12-28 | Arizona Chemical Company, Llc | Methods for Evaluating Asphalt Mix Compositions Containing Reclaimed Asphalt |
| CN114878795B (zh) * | 2022-05-31 | 2023-03-21 | 北京工业大学 | 一种基于能量学评价沥青损伤自愈能力的方法及装置 |
-
2024
- 2024-03-01 CN CN202410232035.1A patent/CN117805351B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101241122A (zh) * | 2007-03-23 | 2008-08-13 | 天津国锐工程实验检测有限公司 | 一种选配适合不同沥青路面的沥青混合料的方法 |
| CN101344517A (zh) * | 2008-04-23 | 2009-01-14 | 张宏超 | 沥青混合料水气稳定性试验评价方法 |
| CN101592652A (zh) * | 2008-07-04 | 2009-12-02 | 重庆交通大学 | 湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法 |
| CN101526519A (zh) * | 2009-03-02 | 2009-09-09 | 深圳市市政工程总公司 | 粗集料压碎后沥青混合料性能的测试方法 |
| CN102980830A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-03-20 | 北京建筑工程学院 | 一种沥青混合料水稳定性能的评价方法 |
| CN103264445A (zh) * | 2013-05-23 | 2013-08-28 | 交通运输部公路科学研究所 | 基于均衡系数的沥青混合料热料仓比例确定方法 |
| CN104034866A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-09-10 | 北京建筑大学 | 对冷拌冷铺改性乳化沥青混合料性能评价的方法 |
| CN105067420A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-18 | 长安大学 | 一种薄层沥青混合料罩面耐久性的评价方法 |
| CN108181452A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-06-19 | 四川科路泰交通科技有限公司 | 一种排水沥青混合料冻胀破坏性试验方法 |
| CN111508567A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-07 | 沈阳建筑大学 | 沥青混合料冻融损伤特性分析方法及装置 |
| CN113092361A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-09 | 中海建筑有限公司 | 一种沥青混合料压实性能表征方法 |
| WO2023029793A1 (zh) * | 2021-09-03 | 2023-03-09 | 中铁一局集团第二工程有限公司 | 一种冻融循环作用下岩石蠕变损伤本构模型的构建方法 |
| GB202202992D0 (en) * | 2021-10-25 | 2022-04-20 | Univ Tongji | Method and system for evaluating crack resistance of asphalt mixture under intermediate-temperature condition, and storage medium |
| CN115479884A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-12-16 | 哈尔滨工业大学 | 考虑冻融及老化对沥青混合料性能影响的试验及评价方法 |
| CN116332563A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-06-27 | 中铁九局集团第一建设有限公司 | 基于响应曲面法设计抗冰融雪剂沥青混合料配比的方法 |
| LU503264B1 (en) * | 2022-12-27 | 2023-06-27 | Harbin Quan Transp Technology Co Ltd | Evaluation method for low temperature anti-cracking performance of asphalt mixture |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 冰冻作用下沥青混合料性能衰减研究;曹长义;;湖南交通科技;20150930(03);全文 * |
| 多孔沥青混合料路用性能研究;肖晶晶;沙爱民;蒋玮;王振军;;武汉理工大学学报;20130430(04);全文 * |
| 多年冻土区冻融循环作用对沥青混合料弯拉性能的影响;夏文杰;;公路工程;20170220(01);全文 * |
| 沥青混合料冻融损伤模型及寿命预估研究;谭忆秋;赵立东;蓝碧武;孟良;;公路交通科技;20110615(06);全文 * |
| 稳定型胶粉改性沥青混合料性能评价;彭纲;曾坚;;公路与汽运;20120525(03);全文 * |
| 表面活性型温拌剂的应用研究;王友奎;段冲;赵帆;;石油沥青;20170425(02);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117805351A (zh) | 2024-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xu et al. | Effects of temperature, dry density and water content on the thermal conductivity of Genhe silty clay | |
| CN109271755B (zh) | 一种应用随钻数据计算岩石强度的方法和系统 | |
| Wang et al. | Comparison of the fatigue failure behaviour for asphalt binder using both cyclic and monotonic loading modes | |
| CN107885933B (zh) | 一种基于扩展有限元的路面结构疲劳开裂数值模拟方法 | |
| Arabzadeh et al. | Thermal fatigue behavior of asphalt concrete: A laboratory-based investigation approach | |
| Cong et al. | Experimental investigation on performance deterioration of asphalt mixture under freeze–thaw cycles | |
| CN110987662B (zh) | 一种考虑冻融循环损伤的节理剪切强度的确定方法 | |
| CN113433304B (zh) | 沥青自愈合性能的测试和评价方法 | |
| CN102735554B (zh) | 测试沥青结合料疲劳性能的试验方法 | |
| CN109613221A (zh) | 一种测试道路沥青损伤自愈性能的试验方法 | |
| Liu et al. | Constitutive model of concrete creep damage considering the deterioration of creep parameters | |
| Azari et al. | Permanent deformation characterization of asphalt mixtures by using incremental repeated load testing | |
| Li et al. | Stochastic fatigue damage in viscoelastic materials using probabilistic pseudo J-integral Paris' law | |
| CN107421844B (zh) | 基于热分析-红外联用的沥青各组分短期老化模拟方法 | |
| CN110658079B (zh) | 沥青面层在多重环境梯度耦合下的室内表征方法 | |
| CN117805351B (zh) | 一种沥青混合料抗疲劳性能综合评价方法 | |
| CN108181452A (zh) | 一种排水沥青混合料冻胀破坏性试验方法 | |
| Liu et al. | Fatigue life prediction of natural rubber components using an artificial neural network | |
| Zhang et al. | Evaluation of the correlations between laboratory measured material properties with field cracking performance for asphalt pavement | |
| CN105158147B (zh) | 一种用于测试密封圈材料老化的装置及方法 | |
| CN116165082B (zh) | 一种沥青应变-疲劳寿命曲线的快速获取方法 | |
| CN115479884A (zh) | 考虑冻融及老化对沥青混合料性能影响的试验及评价方法 | |
| CA2790246A1 (en) | Method and system for determining properties of an asphalt material | |
| CN210834607U (zh) | 沥青面层在多重环境梯度耦合下的室内模拟装置 | |
| CN106644786A (zh) | 一种评价沥青胶砂疲劳性能的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |