[发明专利]预测大掺量胶粉改性沥青剪切疲劳寿命的计算方法及装置

权利要求书

1.一种预测大掺量胶粉改性沥青剪切疲劳寿命的计算方法，其特征在于，包括：

获取不同温度下平行板沥青样品的频率扫描数据，基于所述频率扫描数据和时-温等效原理得到大掺量胶粉改性沥青的线粘弹特性参数；

获取所述平行板沥青样品的时间扫描数据，根据实际扫描数据，得到所述平行板沥青样品的损伤特性曲线，基于所述损伤特性曲线，得到所述大掺量胶粉改性沥青的损伤特性参数；

基于不同扫描时长的线性振幅扫描数据和所述时间扫描数据，建立所述平行板沥青样品的疲劳失效准则，基于所述疲劳失效准则，得到所述疲劳失效准则的失效准则参数；

根据所述线粘弹特性参数、所述损伤特性参数和所述失效准则参数，并基于所述平行板沥青样品的本构关系，建立疲劳寿命预测模型，所述疲劳寿命预测模型用于预测不同应变水平下所述大掺量胶粉改性沥青的疲劳寿命。

2.根据权利要求1所述的预测大掺量胶粉改性沥青剪切疲劳寿命的计算方法，其特征在于，获取不同温度下平行板沥青样品的频率扫描数据，包括：

在预设的不同温度下对所述平行板沥青样品进行频率扫描，频率扫描范围为0.1-100rad/s，应变水平为1％。

3.根据权利要求1所述的预测大掺量胶粉改性沥青剪切疲劳寿命的计算方法，其特征在于，基于所述频率扫描数据和时-温等效原理得到大掺量胶粉改性沥青的线粘弹特性参数，包括：

对所述扫描数据进行水平位移，得到代表沥青线粘弹性特征的动态剪切模量主曲线；

由所述动态剪切模量主曲线计算换算加载频率为20πrad/s时的动态剪切模量，得到所述线粘弹特性参数。

4.根据权利要求3所述的预测大掺量胶粉改性沥青剪切疲劳寿命的计算方法，其特征在于，动态剪切模量主曲线使用CAM方程拟合，表达式为：

其中，为沥青的玻璃态剪切模量，选取10⁹Pa；m为主曲线第三条渐近线的斜率；k是形状参数，无量纲；f_c为关于加载频率的主曲线位置拟合参数；f′为换算加载频率，f′＝φ_T×f；其中，f为实际加载频率；φ_T为温度位移因子。

5.根据权利要求4所述的预测大掺量胶粉改性沥青剪切疲劳寿命的计算方法，其特征在于，温度位移因子通过WLF非线性拟合方程计算得到，所述WLF非线性拟合方程为：

其中，T为施加加载温度；T₀为主曲线参考温度；D1为常数，无量纲；D2为常数，单位℃。

6.根据权利要求1所述的预测大掺量胶粉改性沥青剪切疲劳寿命的计算方法，其特征在于，获取所述平行板沥青样品的时间扫描数据，包括：

对所述平行板沥青样品进行应变控制型时间扫描，获取所述时间扫描数据，应变水平范围为1％-10％；

当所述平行板沥青样品的动态剪切模量衰减至初始值的10％时停止扫描。

7.根据权利要求1所述的预测大掺量胶粉改性沥青剪切疲劳寿命的计算方法，其特征在于，损伤特性曲线的方程由材料虚模量和损伤变量进行拟合，表达式为C为材料虚模量，S为损伤变量，C₁和C₂为规划求解的最佳拟合参数；

其中材料虚模量的计算公式如下：

τ_p是任意加载周期i内的剪切应力峰值，DMR参数为动态模量比值，等于|G^*|_试样/|G^*|₀，|G^*|_试样为频率扫描试验得到的线粘弹性模量，为此加载周期内的虚剪切应变峰值，定义为：

γ_p^R＝γ_p×|G^*|₀

其中，γ_p是材料的剪切应变峰值；

损伤变量S的计算公式如下：

其中，j代表计算损伤时选取的时间间隔，α＝1/m，N是循环加载次数。