下载文档原格式
沥青混合料动态模量主曲线
沥青混合料的动态模量主曲线描述了材料在应力作用下的应变响应
关系。
动态模量是衡量材料刚度或弹性特性的一个关键参数。
主曲线通常由以下几个阶段组成：
1. 弹性阶段（Linear Elastic Stage）：在小应变范围内，沥青混合料呈现线性弹性行为。
应力与应变成正比，即应变随应力的增加而线性增加。
在这个阶段，动态模量保持相对恒定，代表了材料的初始刚度。
2. 弹性-塑性过渡阶段（Elastic-Plastic Transition Stage）：随着应力的增加，沥青混合料会进入一个弹性-塑性过渡阶段。
在此阶段，应变开始逐渐偏离线性弹性行为，出现非线性变形。
3. 塑性阶段（Plastic Stage）：当应力超过材料的弹性极限时，沥青混合料会进入塑性阶段。
在这个阶段，应变随应力的增加呈非线性增长，同时材料会发生永久性变形。
4. 失效阶段（Failure Stage）：当应力继续增加且超过材料的极限强度
时，沥青混合料可能发生破裂或失效。
在这个阶段，应变会快速增加，材料无法承受更高的应力。
沥青混合料的动态模量主曲线可以通过实验测试或基于材料力学原
理进行建模和模拟。
这个曲线上的每个阶段都对材料的力学性能和工程应用具有重要意义，有助于了解沥青混合料在不同应力条件下的变形特性和强度。
30#沥青AC-20混合料动态模量及主曲线试验研究蔡湘运【摘要】通过沥青混合料动态模量试验和动态模量主曲线,并与50#沥青AC-20混合料对比,评价30#硬质沥青AC-20混合料的高温抗变形能力.结果表明,与50#沥青AC-20混合料相比,30#硬质沥青AC-20混合料的动态模量较大,可起到抗车辙的作用;在低频区段,30#硬质沥青AC-20混合料的动态模量随荷载频率的增大急剧增大,而在5 Hz以上区段动态模量变化趋于稳定;30#硬质沥青AC-20混合料的动态模量主曲线呈S形,在高温低频和低温高频段其动态模量受频率影响较小,且不同沥青混合料表现出的力学特性和适用范围不同.【期刊名称】《公路与汽运》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】4页(P59-61,151)【关键词】公路;30#硬质沥青;AC-20沥青混合料;动态模量;动态模量主曲线【作者】蔡湘运【作者单位】新邵县公路管理局,湖南邵阳 422900【正文语种】中文【中图分类】U416.2据统计，在沥青路面维修养护中车辙病害约占80%，远多于裂缝、水损坏等病害。
车辙不仅对道路本身的危害巨大，也影响道路使用者的行车安全与舒适性。
针对高等级公路车辙问题的研究证实，30#、50#等低标号硬质沥青用于沥青路面的中下面层可有效提升路面的抗车辙性能，且可用沥青混合料的SPT动态模量试验进行评价。
但已有研究的动态模量试验虽考虑了温度、频率及围压的影响，但没有考虑应变水平的影响，而沥青混合料的模量是非线性的，随着应变水平的不同，动态模量也不同。
考虑到SPT动态模量试验虽然不能对应变值进行精确控制，但可对应变范围进行控制，该文通过选定适宜的应变范围，考虑应变水平对动态模量的影响。
此外，测定混合料复合动态模量主曲线可预估混合料的高温抗变形能力，但这一指标与材料的高温稳定性之间的关系有待进一步论证，故该文采用类似于DSR动态剪切模量试验中抗车辙因子G*/sinφ的处理方法，得到动态模量组合参数|E*|/sinφ，参照AASHTO 2002设计指南，用动态模量|E*|和动态模量主曲线评价30#硬质沥青AC-20混合料的高温抗变形能力。
简述高模量沥青混合料的研究现状高模量沥青混合料（HMAC）是在15℃、10Hz的外界条件下其模量在达到14000Mpa以上的沥青混合料[][1-2]，现在大多数采用静态回弹模量和动态模量等技术指标来表征沥青混合料的各项力学性能。
目前，国际上主要通过三种方法制备高模量沥青混合料，第一种是使用硬质沥青，第二种是使用天然沥青，第三种是使用改性剂或专门的高模量添加剂。
1、国内外研究现状1.1国外研究现状1.1.1法国1980年,高模量沥青混凝土在法国被首次应用于道路工程中,它的出现主要来源于道路补强和养护项目中。
逐渐地,高模量沥青混凝土就不局限于在养护工程中使用,而更多地被应用到新建道路的基层和面层中。
2004年起,由法国中央路桥实验室LCPC组织对高模量沥青混凝土展开系统研究。
目前在法国国内采用高模量沥青混凝土主要通过两种途径一是采用低标号沥青,即30号以下的沥青,主要采用的是20号沥青；另一种是采用高模量添加剂。
法国研究人员开展了一系列的试验来分析在同样的集料级配条件下,沥青结合料对混合料抗车辙性能的影响。
试验结果表明高模量沥青混凝土抗车辙性能优良,甚至其车辙深度远要小于SBS改性沥青混凝土。
法国高模量沥青混凝土的设计思想主要是高的沥青含量和较低的空隙率,这将有助于提高抗疲劳和硬质沥青相比普通沥青较低的复原能力。
路面结构设计中,高模量沥青混凝土层通常用作中下面层,这样表面层能够保证其较小的温度变化范围。
2.1.2美国针对沥青路面的车辙问题,美国运输部和联邦公路局委托国家研究中心所属的交通运输部进行了长期细致的研究工作,并提出了长寿命沥青路面设计理论。
美国长寿命沥青路面通常采用柔性结构[[]],路基强度较高时,可以采用全厚式路基强度不足时,加铺粒料基层或沥青碎石基层。
面层结构组合是长寿命路面设计的关键,面层结构必须结合各部分功能特点进行组合。
长寿命沥青路面不仅适用于大交通量道路,经适当的调整也可以用于中、低等级交通量道路。
沥青混合料动态模量的测定及其应用【摘要】沥青混凝土模量是沥青路面结构设计中的重要参数，而动态模量(复数模量|E*|)由于更接近于路面工作状态而受到关注。
但由于沥青混合料具有复杂的粘弹特性，导致国内外对于动态模量的测定持有不同观点。
通过对沥青混合料的动态模量测定的叙述，结合前人的研究成果，讨论将此模量运用到实际工程领域中的方法。
【关键词】动态模量；粘弹特性；实践应用【abstract 】the asphalt concrete modulus is the asphalt pavement structure design of the important parameters, and the dynamic modulus (amount of complex modulus | E * |) with more close to pavement working state and attention. But because the asphalt mixture have complex viscoelastic properties, both at home and abroad for dynamic modulus to the determination of the hold different opinions. Through to the asphalt mixture of dynamic modulus determination of the narrative, combining with the results of other researchers, the discussion will be the modulus applied to practical engineering method in the field of.【key words 】dynamic modulus; The viscoelastic properties; practice对于沥青路面材料设计，沥青混合料的模量是沥青路面设计的最主要参数，随着国内外相关部门对沥青材料路用性能研究的深入，大多数专家均认为沥青混合料的动态模量更能反映其受力特征。
文章编号:0451-0712(2006)08-0163-04中图分类号:U 414.02文献标识码:A沥青混合料动态模量及其主曲线的确定与分析赵延庆,吴剑,文健(江苏省交通科学研究院南京市210017)摘要:研究中利用S u p e r p a v e 简单性能试验机(S P T )测量了S MA 13和S u p e r p a v e20两种沥青混凝土在不同温度和荷载作用频率下的动态模量。
并分析了温度和荷载频率对动态模量和相位角的影响。
本研究还根据时间～温度置换原理,通过非线性最小二乘拟合,确定了两种沥青混合料的动态模量主曲线和时间～温度转化因子,并利用相同的时间～温度转化因子形成了相位角主曲线,从而完全确定了沥青混合料的粘弹性性质。
关键词:沥青混合料;动态模量;主曲线;相位角;时间～温度置换原理;时间～温度转化因子众所周知,沥青混合料在一个较宽的温度范围内呈现出粘弹性性质。
描述材料粘弹性性质的基本参数包括动态模量、蠕变柔量和松弛模量等。
这些参数不仅可以用来描述材料的线性粘弹性性质,还可以用来描述材料的非线性粘弹性质和破坏特性。
事实上这3个参数包含的信息是相同的,它们都反映了材料基本的蠕变和松弛特性,所以,这3个参数之间是可以转换的。
在实践中直接测量松弛模量的恒应变松弛试验操作难以实现。
测量蠕变柔量的恒应力蠕变试验虽然较易实现,但在试验中却不可能得到一个真正的矩形荷载,任何仪器都需要一定的时间才能使施加的荷载达到目标值,这使得测量得到的参数中存在一定的误差。
而在试验中测量动态模量则比较容易实现,并且其试验精度能得到较好的控制。
本文中采用S u p e r p a v e 简单性能试验机(S P T )测量了沥青混合料在不同温度和荷载作用频率下的动态模量,并根据时间～温度置换原理(T i m e -T e m p e r a t u r eS u p e r p o s i t i o np r i n c i p l e)利用非线性最小二乘拟合的方法得到了参考温度下的动态模量主曲线和时间～温度转化因子,并进一步确定了相位角主曲线,用以描述沥青混凝土的粘弹性性质。
应用主曲线确定沥青混合料的粘弹性参数滕旭秋;李晓钟【摘要】应用频率扫描试验测定了不同温度、不同频率作用下三种沥青混合料的动模量及相位角，并应用时温叠加原理及Sigmoidal函数确定了沥青混合料在某一参考温度下的动模量主曲线及相位角主曲线。
同时以广义麦柯斯韦模型的本构关系为基础，通过傅立叶变换实现了沥青混合料频域模量到时域模量的转换，并根据动模量主曲线、相位角主曲线数据计算了沥青混合料的储能模量，在此基础上确定了广义麦柯斯韦模型的粘弹性参数。
结果表明，应用频率扫描试验确定沥青混合料的粘弹性参数，较其他试验方法简单易行，数据稳定可靠。
【期刊名称】《城市道桥与防洪》【年(卷),期】2012(000)008【总页数】5页(P345-349)【关键词】动模量;主曲线;相位角;频域模量;时域模量;粘弹性参数;拉普拉斯变换【作者】滕旭秋;李晓钟【作者单位】甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室,甘肃兰州730070 兰州交通大学,甘肃兰州730070;甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室,甘肃兰州730070 兰州交通大学,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】U4140 引言沥青混合料的力学性质与温度及荷载作用频率密切相关。
国外在进行路面结构设计时常采用动模量作为设计参数，而我国路面结构设计参数常采用静态模量。
二者不仅在数值上相差很大，而且动模量的采用更能有效地反映荷载、环境及路面结构之间的相互作用。
所谓主曲线(master curve)是粘弹性材料在不同温度和荷载作用频率下得到的力学性质按照一定的法则通过平移后形成的一条在参考温度下的光滑曲线。
常见的主曲线主要包括动模量主曲线及相位角主曲线，并且可通过对两条主曲线上对应数值的计算确定沥青混合料的粘弹性参数[1]。
由于试验仪器的限制，恒应变松弛试验难于实现，而恒应力蠕变试验虽然较易实现，但在试验中却不可能得到一个真正的矩形荷载，任何仪器都需要一定的时间才能使施加的荷载达到目标值，而确定材料参数时混合料初始受力状态对参数的确定影响很大，这不可避免的导致测量得到的参数存在一定的误差。
浅谈沥青混合料动态模量的研究现状我国旧沥青路面设计规范把静态模量作为路面结构设计的一个重要参数，众所周知，静态模量是指荷载作用非常慢时，试件产生的应力与荷载作用下产生的应变之间的比值，不受温度和加载频率等因素的影响，理论上是一个固定不变的值。
所以静态模量不能充分描述沥青路面在受到行车荷载时的力学响应。
沥青混合料作为一种典型的粘弹性材料，在受到动态的行车荷载时会产生一种动态的力学响应，我们把这种力学响应成为动态模量。
上世纪60年代Seet等人在路面结构设计和研究中引入了动态模量这一概念。
他针对动态三轴试验，将材料的动态模量定义为轴向应力的振幅与相应轴向应变振幅的比值。
公式如下：1、动态模量国外研究现状国外对沥青混合料动态模量的研究起步较早，20世纪60年代初期国外多家科研机构和院校已经开始对沥青混合料动态模量进行科学的试验研究，1962年Seet等人在路面结构设计和研究中引入了动态模量这一概念。
他针对动态三轴试验，将材料的动态模量定义为轴向应力的振幅与相应轴向应变振幅的比值。
这一概念的提出被广大公路学者所认可，此后，各国的学者们对于路面材料的动态力学参数和动态特性展开了大量的研究，在长达几十年的动态力学性能研究过程中，由于路面材料的复杂性，各国学者从原材料特性、混合料配比、试件的尺寸、加载频率、试验温度以及试验方法等方面对路面材料动态模量的影响进行了大量的研究[1]。
AASHTO设计指南经历了1972、1986年等多个版本，但是由于设计方法落后，考虑因素不全很难适应现代设计工作。
最新的AASHTO（200X修订版）以力学经验为设计基础，能够提供各地不同设计条件下的沥青路面设计方法，对各种沥青路面提供一个通用的设计方法。
AASHTO（200X修订版）反映了气候环境、交通、路基、可靠性等的共同的设计要求。
设计方法采用参数输入，包括交通量、材料、气候，其中材料的输入参数采用实测或按经验公式得到的沥青混合料动态模量以及路基与基层的弹性模量。
摘要路面结构在服役过程中受到来自车辆、环境等各种因素的综合作用。
无论是车辆荷载还是温度交替，都是一个不断变化的动态过程。
沥青路面采用的沥青混合料是一种典型的粘弹性材料，力学性能对温度和频率的变化非常敏感，在动态荷载作用下和在静态荷载作用下所表现出的力学响应是十分不同的。
目前，国际上普遍采用路面结构和路面材料的动态分析方法，动态模量作为重要的设计参数已经纳入到AASHTO-2002等设计方法中。
因此，基于我国的现实情况，对沥青混合料的动态模量进行研究具有十分重要的意义。
目前，对于动态模量的研究试验方法很多。
两点弯曲(two-point bending)试验方法对试件的作用既有弯拉也有剪切，比较符合路面结构的实际受力状态。
本文参考欧洲标准，采用法国M2F梯形梁设备对沥青混合料进行两点弯曲试验研究。
并与SPT(Simple Performance Tester)动态模量试验方法进行了比对研究。
首先在调查了国内外动态模量研究现状的情况下对动态模量的概念进行了阐述，对动态模量的室内外试验研究方法做了梳理；对沥青混合料的粘弹性原理、时温等效、主曲线等进行了介绍。
采用M2F梯形梁设备进行动态模量试验，在不同的温度、荷载频率和应变水平下对四种SAC16级配的沥青混合料进行了室内试验研究。
分析了动态模量的影响因素，包括温度、频率、沥青材料、级配等，绘制了动态模量的主曲线；将应变水平作为影响动态模量的影响因素，回归了动态模量二元方程表达式，绘制了主曲面，发现应变水平是影响沥青混合料动态模量的重要因素。
得到了这几种常用沥青混合料的动态模量值范围。
使用SPT对沥青混合料进行了动态模量试验，分析了动态模量的影响因素，绘制了动态模量主曲线。
基于两种试验方法的试验数据，从试验原理和操作过程出发，对M2F和SPT两种试验方法得到的动态模量进行比对分析，从而对两种试验方法进行评价：对以受压为主的上面层沥青混凝土材料建议使用SPT；对受弯拉作用为主的中下面层，建议使用梯形梁试验进行研究。
沥青混合料动态模量数据分析发布时间：2021-09-09T01:07:31.237Z 来源：《建筑实践》2021年第40卷第4月第12期作者：王成马莲霞张银博[导读] 本文通过对便携式路面分析仪（PSPA）对沥青路面现场不同温度、不同地点的动态模量值进行了反算分析，确定了温度变化对模量的影响比点位变化造成的影响更加显著。
王成马莲霞张银博新疆交通建设集团股份有限公司，新疆乌鲁木齐 830000摘要：本文通过对便携式路面分析仪（PSPA）对沥青路面现场不同温度、不同地点的动态模量值进行了反算分析，确定了温度变化对模量的影响比点位变化造成的影响更加显著。
进而通过室内-10℃、5℃、20℃、35℃、50℃等5个温度试块的测量分析，提出了基于瑞利波分析法的沥青混合料动态模量的温度修正公式。
从而为采用瑞利波分析法，得到沥青混合料动态模量提供参考。
关键词：瑞利波分析法；沥青混合料；动态模量；温度修正动态模量是反映沥青混合料路面的力学特性的重要参数，同时能为设计阶段提供重要参考。
在我国现行的沥青路面设计规范中，采用静态静态单轴压缩回弹模量表征沥青混合料劲度的参数。
然而沥青混合料作为一种复杂的粘弹塑性材料，其模量与许多因素有关，研究发现采用动态模量更能真实的反映沥青混合料路面的受力状态。
瑞利波分析法是一种基于瑞利波的动态模量无损检测手段，因此本文基于瑞利波分析法对沥青混合料的动态模型进行分析研究。
1 试验设备简介便携式路面分析仪（PSPA）是路面动态模量无损检测设备，由信号采集器、振源、采集箱和控制电脑组成，组成如图1所示。
2 现场实测数据分析随机选择一沥青路面，采用便携式路面分析仪（PSPA）进行测量，每个地点快速反复测量十次，获取并计算得到路表温度为21℃、27℃、31℃、34℃、41℃10cm厚范围内沥青路面模量值，并重复多次试验，通过对比分析测量数据的时域波形图，频散曲线、相位曲线，计算得到平均模量值，同时计算标准差及相对标准差，如表1所示。
高模量沥青混合料试验方案一、试验目的本次试验旨在设计两种级配高模量沥青混合料，进而通过试验获取材料动态模量参数、疲劳参数，作为路面结构设计输入参数，并对其路用性能进行分析。
二、试验材料1、沥青本次实验采用法国低标号基质沥青，其性能指标见表1。
表1 法国低标号基质沥青技术指标试验项目单位试验结果技术要求试验方法针入度(100g,5s,25℃)0.1mm—T0604软化点℃—T060515℃延度Cm—T0606135℃粘度Pa s—T0625闪点℃—T0611溶解度(%)%—T0607密度g/cm3—T0603TFOT或RTFOT后残留物质量变化%—T0609残留针入度%—T0604残留延度（15℃）Cm—T0605高模量改性剂为法昂交通科技生产的PR MODULE高模量改性剂，如图1所示，其性能指标见表2。
图1 PR．Module高模量添加剂表2 PR MODULE添加剂技术参数性质单位数值颜色- 灰色直径mm5密度g/cm30.93~0.965熔点℃175级配mm0/52、集料试验所用集料为螺狮山石灰岩，其性能指标见表3，表3 石灰岩集料技术指标试验结果规格参数规范要求试验结果试验方法粗集料表观相对密度≥2.6 2.71T0304吸水率(%)≤2.0 1.73T0307针片状颗粒含量(%)其中粒径大于9.5 (%)其中粒径小于9.5 (%)≤15≤12≤1811.15.39.7T0312细集料表观相对密度≥2.5 2.68T0328含泥量(小于0.075mm含量) (%)≤3 1.2T0333矿粉表观密度（g/cm3）≥2.50 2.73T0352-2000粒度范围（%）＜0.6mm100100T0351-2000＜0.15mm94.794.7＜0.075mm83.583.5外观无团粒结块无团粒结块三、高模量沥青混合料设计3.1级配本次试验采用法国现行道路常用混合料级配分别为为EME-10沥青混合料、EME-14沥青混合料。
