一种集料离析沥青混合料抗压性能评价方法及系统

    专利查询2025-08-08  18


    本发明涉及沥青混合料力学性能评价领域,特别涉及一种集料离析沥青混合料抗压性能评价方法及系统。


    背景技术:

    1、沥青混合料具有良好的路用性能,在高等级公路面层中的应用规模不断增加。但是沥青路面的早期病害问题逐渐显著,而离析现象是造成这一问题的主要原因之一。离析的存在使得成型后的沥青路面整体均匀性受损,从而降低了沥青混合料的路用性能,并缩短沥青路面的使用寿命。

    2、目前,针对集料离析沥青混合料力学性能的评价方法,主要从宏观室内试验和细观角度出发。但是传统的宏观试验不足以揭示沥青混合料的破坏机理,因此需要从细观角度对非均匀沥青混合料的变形与损伤进行研究。

    3、现有技术中通过离散元和有限元模型、应变片、数字图像处理(dic)技术的出现提供了非接触式的测试方法,然而,在从细观角度对沥青混合料的力学行为进行评价时,停留在了针对沥青改性、热氧老化、紫外老化、抗疲劳性能及普通沥青混合料的断裂性能的评价,无法从细观角度对集料离析沥青混合料抗压性能进行评价。

    4、因此,有必要提出一种集料离析沥青混合料抗压性能评价方法及系统,解决现有无法从细观角度对集料离析沥青混合料抗压性能进行评价的问题。


    技术实现思路

    1、本发明提供了一种集料离析沥青混合料抗压性能评价方法及系统,用以解决现有技术中存在的上述问题,即现有技术中无法从细观角度评价集料离析沥青混合料抗压性能的问题,所述细观角度为基于dic技术,通过比较待测区域变形前后的数字图像从而获取待测区域变形信息,本发明提供一种集料离析沥青混合料抗压性能评价方法,该方法包括:

    2、对集料离析沥青混合料的非平整面采用塑性材料进行填充,将填充后的平面进行表面喷漆处理;

    3、对喷漆后的集料离析沥青混合料进行单轴压缩试验,通过使用vic-3d设备对单轴压缩试验进行监测获取集料离析沥青混合料的vic-3d图像,根据vic-3d设备获取集料离析沥青混合料的力学数据和形变数据;

    4、对力学数据进行求导得到力对时间求导的变化曲线,根据力对时间求导的变化曲线的第一次波动,得到初始裂纹,选取vic-3d图像中初始裂纹左右两侧有效数据点,并对形变数据进行求导,得到该数据点的du/dt曲线;

    5、对初始裂纹左右两侧有效数据点的du/dt曲线进行积分并做差,得到主裂纹失效宽度评价参数wv,评价集料离析沥青混合料抗压性能。

    6、可选的,所述对喷漆后的集料离析沥青混合料进行单轴压缩试验,具体包括:

    7、采用速度荷载对喷漆后的集料离析沥青混合料进行单轴压缩试验;其中,单轴压缩试验中的荷载大小为2mm/min。

    8、可选的,所述根据vic-3d设备获取集料离析沥青混合料的力学数据和形变数据,具体包括:

    9、通过vic-3d设备的evotest获取单轴压缩试验过程中的力学数据,通过vic-3d设备的vic-snap 9配套软件获取集料离析沥青混合料的形变数据。

    10、可选的,所述选取vic-3d图像中初始裂纹左右两侧有效数据点,具体包括:

    11、在vic-3d图像中沿着集料离析沥青混合料同一高度选取初始裂纹左右两侧有效数据点。

    12、可选的,所述根据有效数据点的du/dt曲线,确定主裂纹失效宽度评价参数wv,具体包括:

    13、采用如下公式得到主裂纹失效宽度评价参数wv:

    14、

    15、其中,vl(t)为初始裂纹左侧数据点的du/dt曲线,vr(t)为初始裂纹右侧数据点的du/dt曲线,ta表示初始裂纹形成时间,tb表示沥青混合料失效时间。

    16、本发明提供了一种集料离析沥青混合料抗压性能评价系统,包括:

    17、试件处理模块,用于对集料离析沥青混合料的非平整面采用塑性材料进行填充,将填充后的平面进行表面喷漆处理;

    18、试验和获取模块,用于对喷漆后的集料离析沥青混合料进行单轴压缩试验,通过使用vic-3d设备对单轴压缩试验进行监测,获取集料离析沥青混合料的vic-3d图像,根据vic-3d设备获取集料离析沥青混合料的力学数据和形变数据;

    19、数据处理模块,用于对力学数据进行求导得到力对时间求导的变化曲线,根据力对时间求导的变化曲线的第一次波动,得到初始裂纹,选取vic-3d图像中初始裂纹左右两侧有效数据点,并对形变数据进行求导,得到有效数据点的du/dt曲线;

    20、评价模块,用于根据有效数据点的du/dt曲线,确定主裂纹失效宽度评价参数wv,参数用于评价集料离析沥青混合料抗压性能。

    21、相对于现有技术,本发明的有益效果如下:本发明提供了一种集料离析沥青混合料抗压性能评价方法,通过对集料离析沥青混合料的非平整面进行塑性材料填充并进行表面喷漆处理;通过对喷漆后的集料离析沥青混合料进行单轴压缩试验,得到集料离析沥青混合料的力学数据,通过对力学数据进行求导得到力对时间求导的变化曲线,根据力对时间求导的变化曲线的第一次波动,得到初始裂纹,选取初始裂纹左右两侧有效数据点,并对形变数据进行求导,得到该数据点的du/dt曲线;根据初始裂纹左右两侧有效数据点的du/dt曲线,确定主裂纹失效宽度评价参数wv,从而能够得到从初始裂纹产生时间到沥青混合料失效时间内裂纹局部区域的位移变化宽度,建立了基于wv值的集料离析沥青混合料力学性能评价指标,进而实现在细观角度评价集料离析沥青混合料抗压性能。



    技术特征:

    1.一种集料离析沥青混合料抗压性能评价方法,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述集料离析沥青混合料抗压性能评价方法,其特征在于,所述对喷漆后的集料离析沥青混合料进行单轴压缩试验,具体包括:

    3.如权利要求1所述集料离析沥青混合料抗压性能评价方法,其特征在于,所述根据vic-3d设备获取集料离析沥青混合料的力学数据和形变数据,具体包括:

    4.如权利要求1所述集料离析沥青混合料抗压性能评价方法,其特征在于,所述选取vic-3d图像中初始裂纹左右两侧有效数据点,具体包括:

    5.如权利要求1所述集料离析沥青混合料抗压性能评价方法,其特征在于,所述根据有效数据点的du/dt曲线,确定主裂纹失效宽度评价参数wv,具体包括:

    6.一种集料离析沥青混合料抗压性能评价系统,其特征在于,具体包括:


    技术总结
    本发明公开了一种集料离析沥青混合料抗压性能评价方法及系统,涉及沥青混合料力学性能评价领域,包括对集料离析沥青混合料的非平整面采用塑性材料进行填充,将填充后的平面进行表面喷漆处理;对喷漆后的集料离析沥青混合料进行单轴压缩试验,通过使用VIC‑3D设备对单轴压缩试验进行监测,获取集料离析沥青混合料的VIC‑3D图像,得到集料离析沥青混合料的力学数据和形变数据;根据力对时间求导的变化曲线的第一次波动,得到初始裂纹,选取VIC‑3D图像中初始裂纹左右两侧有效数据点,并对形变数据进行求导,得到有效数据点的dU/dt曲线;根据有效数据点的dU/dt曲线,确定主裂纹失效宽度评价参数W<subgt;v</subgt;,参数用于评价集料离析沥青混合料抗压性能。

    技术研发人员:张苛,杨保成,谢巍,张伟,朱冰洁,王帅宇,席典亮,陶翰林
    受保护的技术使用者:阜阳师范大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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