基于力學的半柔性瀝青混合料設計方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路材料設計技術領域，具體涉及基于力學的半柔性浙青混合料設計 方法。
【背景技術】
[0002] 浙青路面由于其行駛舒適性和噪音低等優(yōu)點已成為公路和城市道路的主要路面 形式。據統(tǒng)計，我國公路和城市道路將近80%以上的路面都是由浙青材料修筑。然而，在 重載、超載、大交通量、夏季高溫，以及特殊荷載狀況（城市道路交叉口和公共汽車?？空荆?等因素的綜合作用下，很多新建的浙青混凝土路面在通車不久后就出現車轍等破壞，特別 是修筑于山嶺地區(qū)的浙青路面，往往在通車2~3年后就發(fā)生嚴重的車轍破壞，縮短了大 修的周期，造成了嚴重的資源浪費。為此，道路行業(yè)一方面大量采用改性浙青，但造價大幅 度提高，車轍問題不能有效根治；另一方面，嘗試國外的半柔性路面技術。采用半柔性路面 技術，雖然車轍問題得到了有效遏制，但由于以往半柔性浙青混合料都是根據經驗來設計， 無法全面考慮施工條件、車輪荷載、使用環(huán)境和材料特性對混合料的影響，水泥基漿液材料 固化過程中發(fā)生的收縮和膨脹、施工過程中的振動以及使用過程中的季節(jié)變化，都會對大 空隙基體浙青混合料產生破壞作用，使得半柔性浙青混合料路面經常會出現嚴重的裂縫問 題。本發(fā)明提出的基于力學的半柔性浙青混合料設計方法，通過多尺度有限元方法，分析半 柔性浙青混合料各構成材料體積變化對材料宏觀性能的影響，并提出混合料各構成材料的 設計指標，以保證半柔性路面不會出現裂縫等病害，從而延長路面以及路面結構的使用壽 命。本方法可用于各等級公路和城市道路新路面建設，也可在各等級公路和城市道路的路 面大修改建工程中應用；可以用于新拌制的浙青混合料，也可以用于再生浙青混合料半柔 性路面。具有顯著的技術、經濟、社會和環(huán)境效益。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明克服現有技術的缺陷，提供基于力學的半柔性浙青混合料設計方法。
[0004] 本發(fā)明技術方案如下。
[0005] 基于有限元的半柔性浙青混合料多尺度力學分析方法，包括如下步驟：
[0006] (1)取板式基體浙青混合料試件，備用；所述板式基體浙青混合料試件由浙青、集 料和空隙組成；
[0007] (2)制作彩色水泥漿液，并將彩色水泥灌注于板式基體浙青混合料試件的空隙中， 置于濕度90%以上環(huán)境養(yǎng)生7d ;
[0008] (3)將養(yǎng)生后的試件切割，采集數字圖像，得到集料、水泥漿液、空隙和浙青的具體 位置；
[0009] (4)將數字圖像所得結果使用有限元分析方法，進行多尺度力學分析，得到半柔性 路面材料用水泥漿體變形需要滿足的材料設計力學指標。
[0010] 上述方法中，所述板式基體浙青混合料試件的大小規(guī)格為30 X 30 X 5cm。 toon] 上述方法中，半柔性路面材料用水泥漿體變形指標推薦值如下表所示：
【主權項】
1. 基于力學的半柔性浙青混合料設計方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 取板式基體浙青混合料試件，備用；所述板式基體浙青混合料試件由浙青、集料和 空隙組成； (2) 制作彩色水泥漿液，并將彩色水泥灌注于板式基體浙青混合料試件的空隙中，置于 濕度90%以上環(huán)境養(yǎng)生7d ; (3) 將養(yǎng)生后的試件切割，采集數字圖像，得到集料、水泥漿液、空隙和浙青的具體位 置； (4) 將數字圖像所得結果使用有限元分析方法，進行多尺度力學分析，得到半柔性路面 材料用水泥漿體變形需要滿足的材料設計力學指標。
2. 根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述板式基體浙青混合料試件的大小規(guī)格 為 30 X 30 X 5cm。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，半柔性路面材料用水泥漿體變形指標如 下表所示：
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于力學的半柔性瀝青混合料設計方法。該方法包括如下步驟：取板式基體瀝青混合料試件，備用；制作彩色水泥漿液，并將彩色水泥灌注于基體瀝青混合料試件中，置于濕度90%以上環(huán)境養(yǎng)生7d；將養(yǎng)生后的試件切割，采集數字圖像，得到集料、水泥漿液、空隙和瀝青的具體位置；將數字圖像所得結果使用有限元分析方法，進行多尺度力學分析，得到半柔性路面材料用水泥漿體變形需要滿足的材料設計力學指標。本方法可用于各等級公路和城市道路新路面建設，也可在各等級公路和城市道路的路面大修改建工程中應用；可以用于新拌制的瀝青混合料，也可以用于再生瀝青混合料半柔性路面。具有顯著的技術、經濟、社會和環(huán)境效益。
【IPC分類】G01N33-42
【公開號】CN104678084
【申請?zhí)枴緾N201510083410
【發(fā)明人】王端宜, 蔡旭, 虞將苗, 陳頁開, 黎侃
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月13日