[发明专利]沥青多阶段蠕变损伤测试方法

说明书

沥青多阶段蠕变损伤测试方法，首先基于应力扫描试验确定多阶段蠕变试验中频率扫描试验的控制荷载；然后根据常规蠕变试验中蠕变柔量变化规律选定频率扫描测试节点，第一个测试节点为试验起始点即时间零点；在第一个测试节点进行频率扫描试验后继续进行蠕变试验，直至到达第二个测试节点时再次进行频率扫描试验，如此循环直到试验结束；基于每个测试节点的频率扫描试验结果建立黏弹参数主曲线；采用黏弹本构模型拟合每个测试节点的主曲线；最后基于黏弹本构模型参数分析沥青蠕变损伤变化规律。本发明有助于了解沥青的损伤特性和蠕变损伤演化机理，对于沥青性能评价指标的建立具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及沥青多阶段蠕变损伤测试方法，属于沥青蠕变损伤测试方法技术领域。

背景技术

蠕变特性是沥青重要的黏弹特性之一，可以反映沥青的变形能力。沥青常规蠕变试验是指对沥青施加固定的应力，分析应变、蠕变柔量等参数随荷载作用时间的变化规律。该方法无法反映荷载作用过程中沥青内部损伤形成及演化规律。因而，设计一种结合频率扫描试验的多阶段蠕变试验，能够测得蠕变过程中沥青动态模量、相位角等黏弹参数的变化，分析蠕变损伤过程中沥青内部黏弹参数主曲线簇的变化规律，并在此基础上结合黏弹本构模型分析沥青内部微观结构的变化规律。此方法为沥青蠕变损伤评价指标的提出和力学性能的预测提供了理论依据，也为其它黏弹材料损伤演化的分析提供了一定的参考。

发明内容

本发明是为了解决目前常规蠕变试验难以全面反映蠕变过程中沥青内部微观结构变化规律的问题，进而提出一种沥青多阶段蠕变损伤测试方法。

本发明的沥青多阶段蠕变损伤测试方法具体步骤如下：

步骤一：利用动态剪切流变仪对沥青进行应力扫描试验，接着以应力为横坐标、动态模量为纵坐标绘制动态模量-应力关系曲线，确定沥青的线性黏弹范围。在线性黏弹范围内选择几个荷载，考虑到荷载过小设备误差较大且试验时间过长，荷载过大会对试样损伤产生扰动等因素，确定几个荷载并进行试验。最终确定与常规蠕变试验重合度最高的荷载为多阶段蠕变试验中频率扫描试验的控制荷载；

步骤二：对沥青进行常规蠕变试验，测定蠕变试验中沥青黏弹参数随荷载作用时间的变化。基于蠕变柔量的阶段性变化规律和时间间隔对多阶段蠕变试验影响最小原则，设定若干个频率扫描试验测试节点，其中第一个测试节点为试验起始点，即时间零点；

步骤三：采用步骤一中确定的荷载、在第一个测试节点对试样进行频率扫描试验，以测定沥青试样初始的模量、相位角等黏弹参数随着频率的变化规律；

步骤四：对试样进行常规蠕变试验，当时间进行至第二个测试点时，进行频率扫描试验，其设定参数与步骤三相同，以此类推，直至多阶段蠕变试验结束；

步骤五：基于多阶段蠕变试验中频率扫描测试结果，建立沥青黏弹参数主曲线簇；采用黏弹本构模型对主曲线簇进行拟合，得到沥青黏弹特征参数的变化规律，分析沥青蠕变损伤演化规律。

步骤一中，针对所研究的90号基质沥青，应力扫描试验的试验温度50℃、荷载施加频率5Hz；频率扫描试验的温度为50℃，控制荷载为2000Pa；蠕变试验的温度为50℃，控制荷载为3500Pa。

步骤二中，频率扫描试验的测试节点为17个。

步骤三中，频率扫描试验的测试频率为5Hz、10Hz、15Hz、20Hz、30Hz、40Hz和60Hz。

本发明的有益效果

作为一种测试沥青蠕变损伤演化过程的新方法，本发明中频率扫描试验的间歇性设置具有十分重要的意义，即能够测得沥青蠕变损伤过程中不同阶段沥青的动态模量、相位角等黏弹参数的变化；继而能够得到蠕变过程中沥青黏弹特征参数的变化规律，有助于分析沥青蠕变损伤演化规律。对于沥青损伤变量的提出和性能的预测具有十分重要的意义。

附图说明