浇筑式沥青混凝土动态模量主曲线研究
沥青混合料动态剪切模量主曲线的确定
沥青混合料动态剪切模量主曲线的确定
沥青混合料的动态剪切模量是确定混凝土强度、成形及抗压性能的重要参数，其定义
为材料受力时杨氏模量的应力除以应变。
对沥青混合料中动态剪切模量的确定，影响有很
多因素，其中包括：外加应力大小和恒定，立即变形量，应力恢复后释放的能量，材料极
限应力，动态衰减率，以及累积变形等。
一般来说，在正常的温度下，沥青混合料的动态
剪切模量较低，但是随着温度的升高，其动态剪切模量也会相应提高，这是因为随着温度
的升高，沥青混合料中沥青、砂及碎石粒子彼此间的结合能力增强，混凝土的均匀性也会
良好；而外加应力增加时，材料中沥青粒子能提供更多的支撑，从而抵抗外力产生更大的
抗力，其动态剪切模量也就随之提高。
动态剪切模量确定时，采用动态剪切压缩模量主曲线（DCC）的方法最为常用。
在这
种方法中，沥青混合料体系的动态剪切模量可凭借实验或理论计算法得到，将沥青混凝土
受力过程中的应力、应变大小和暂定变形量用曲线形式表示出来，形成动态剪切压缩模量
主曲线，以追求精确确定沥青混凝土的动态剪切模量。
对于沥青混合料动态剪切压缩模量主曲线的确定，得到的结果和精度取决于实验和计
算过程中的外加条件、模型参数、实验参数、实验步骤的选择等。
基于此，在进行动态剪
切压缩模量主曲线的构建之前，要根据沥青混合料的物理性质，结合灌浆材料的综合性能，确定外加状态以及其它变化参数，以确保所得结果准确、可信。
另外，沥青混合料的物理性质也会影响其动态剪切模量，因此在确定动态剪切压缩模
量主曲线时，还要考虑沥青混合料中沥青粒径分布信息、温度和外加应力对所研究对象沥
青混合料动态剪切模量的影响等。
沥青混合料动态模量主曲线
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。
关于沥青混合料动态模量分析
Research 研究探讨341关于沥青混合料动态模量分析夏 盟（重庆交通大学 土木工程学院， 重庆 400041）中图分类号：G322 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2018）03-0341-01摘要：动态模量是沥青混合料的一个重要力学参数之一，沥青混合料材料的动态模量既受温度的影响，也受荷载频率的影响。
由于沥青混合料对温度较高和较低时都比较敏感，因此要在不同的温度下研究沥青混合料的动态模量。
检验温度对路面的影响有三种方法：理论法，数理统计法和数值分析法。
动态模量测试的方法可以分为室内和室外测试动态模量。
荷载频率对动态模量的影响，主要是行车速度产生的荷载频率，车辆的行驶速度不同，对路面的振动频率不同，相应的荷载作用频率就会不同。
车辆的行驶速度增加后，对路面的荷载频率也会相应的增大。
当荷载继续增大，动态模量的增加会逐渐变得平缓，最后几乎不再变化。
关键词：动态模量；温度；荷载频率；含水率0 引言随着改革开放的发展，我国公路也相应的快速发展。
公路的快速发展同时也为我国经济的快速发展奠定了坚实的基础。
我国建设高速公路的发展历程已经走过一些年，这些年来我国公路建设已经取得巨大成就。
我国在公路建设这方面起步较晚，所以目前仍然处在建设公路的好时期。
各个等级的公路的开通，不仅加快了我国经济的建设，连通了各个区域，而且也间接的提高了人民的生活质量。
动态模量作为沥青路面的一个重要参数，而荷载频率对动态模量有一定的影响，因此就有必要研究荷载作用下动态模量的变化情况，可以对路面的动态模量进行评价。
1 温度的影响1.1 区域差异在我国，研究路面力学性状之前，先进行抗压回弹模量的计算。
这种方法是比较简单的，但是会有一些不足。
在实际工作当中，在施工现场，不能够反应出来沥青路面的动态模量。
温度对沥青混凝土的动态模量的影响很大，路面平时就是在自然环境之下的，受太阳辐射照射，也会经受着不同时期的不同气候，沥青材料温度的影响就会比较强烈。
浇筑式沥青混凝土施工流动性试验研究
d /2
Q = 2 udy =
0
∫
1 d （ ） ρg ［ 2 η 0
d /2
∫
2
－ y2 ］ dy
（ 7）
故流出 1 L 沥青混凝土可按下式计算： 4 ρ gh πr t = K ρg t η = l 8V
（ 8）
kg / m3 ； η 为混合料 式中： ρ 为混合料密度 （ 容器中） ， Pa·s； g 为重力加速度， m / s2 ； t 为混合料流出 粘度， 1 L 的时间， s； h 为测试容器的高度， m； l 为出料口短 m； r 为出料口短管的半径， m。 管的长度， x 方向长度为 （ 195 以出口直径为 48 mm 为例， + 25 + 80 / 2 ） = 260 mm， 故测定容器 h = 260 mm， l = 80 mm， r = 24 mm， V = 1000 cm3 ， 将数据代入式 （ 8 ） 得 K48 = 0 . 000 423 4 m， 同理可以计算出 K60 = 0 . 002 226 6 m， K80 = 0 . 005 529 2 m。 K48 比日本规范
自沥青混凝土出现以来， 在德国、 日本、 英国、 俄 罗斯等国家得到广泛的应用， 德国将浇筑式沥青混 凝土大量应用建筑物防水层和铺面工程中 ， 浇筑式 沥青混凝土在钢桥面铺装中的应用也较成功 ， 日本 的桥面铺装双层结构的下层普遍使用浇筑式沥青混 凝土。从国外浇筑式沥青混凝土的研究来看， 各国 都根据自己的国情进行了一定的调整
钢桥面铺装材料的动态模量及其主曲线研究
98论文/桥面铺钢桥面铺装材料的动态模量及其主曲线研究莫正华1和建锋'胡德勇'石晨光'（1.重庆市智翔铺道技术工程有限公司，董庆401光的2.武汉理工大学交通学院，湖北武汉430063）摘要：本文采用M TS测试了浇注式沥青混合料GA10、环氧沥青混合料E A10和高弹改性S M A10三种钢桥面铺装材料在单轴拉伸状态下5个温度、6个频率的动态模量，并基于时间-温度等效原理和广义用格摩德模型钢三考温度下的动态模量主曲线回归。
结果表明：在相同试验条件下,E A10比另两种混合料的动态模量大，EA10的动态模量受温度和率率影响最小，GA10的影响最大，频率对改性S M A的影响最大。
关键词：钢桥学铺装；动态模量；主学线动态模量是指压实后的沥青混凝土在荷载作用下的应力-应变响应，与静态模量相比较，可以更为准确地反映出沥青路面的实际工作状态，也更符合钢桥面铺装的使用状态响本文通过测得三种钢桥面铺装材料（浇注式沥青混合料GA10、环氧沥青混合料EA10和改性沥青SMA10）在不同温度、不同频率和受拉状态下的动态模量，并采用修正西格摩德模型绘制动态模量主曲线，为钢桥面铺装设计材料参数提供依据。
一、试验材料本文中研究的沥青混合料分别为：GA10、EA10和SMA10°GA10采用聚合物复合改性沥青；E A10采用日本环氧沥青；SMA10采用高弹改性沥青。
SMA10和EA10采用Superpave旋转压实成型为直径150mm、高170mm的圆柱体试件，GA10自然成型为相同尺寸的试件，经钻芯、切割成直径为100mm、高为150m m的圆柱体试件。
二、动态模量及主曲线（一）动态模量定义由于沥青混合料具有黏弹性质，采用循环应力加载时，内部会出现相应的应变，但是应变峰值工于应力峰值出现，称之为滞后现象，可通过复合模量表征，如公式响）所示：呼=o°sin（3）（1）式中：E*是复合模量；是最大拉应力；型温是最大可恢复轴向应变；映1是角速度加载频率；t为时间；。
沥青混合料动态模量预估模型及试验研究分析
本 文采 用 目前 国际上 普 遍 使 用 的沥 青 混 合料 性 能试 验 机
（ Ａ ＭＰ Ｔ ） 对 ３种常用的沥青混合 料进行 动态 模量试 验研 究 ， 利 用 时温 等效原 理来 确定 材料 动态模 量主 曲线 ， 通过分 析不 同温度 和 不同频率下的时温等效方程中参数 的变化 规律 ， 以及考虑 沥青混
垂直方 向而来 的振动 冲击 ， 而且还 会受 水平 方 向的推移 。因此 ， 为 了使试验 中的试件更接近于实 际的受力状态 ， 动态复 数模量 的 运用对路面设计 体系 中 的重 要性越 来越 明显 。国外 早 已将动 态 复数模量应用到路面设计体 系中 ， 并将其作 为重要 的参 数进行 路
级配类型
ＡＣ ． １ ３ ＡＣ ． １ ６
表２ ３种芯 样 试 验 参 数
毛体积相对密度
２ ． ４ ３ ｌ ２ ． ４ ８ ５
空 隙率
４ ． ０ ４ ． １
油石 比
４ ． ５ ４ ． ３
饱和度
７ ０ ． ５ ７ ２ ． ６
ＡＣ ＿ ２ ０
沥 青 混 合 料 动 态 模 量 预 估 模 型 及 试 验 研 究 分 析
陈 亮
（ 东莞市茶山镇城镇建设规划办公室 ， 广东 东莞 ５ ２ ３ ３ ８ ０ ）
摘
要： 采 用性 能试 验机 （ Ａ ＭＰ Ｔ） 对 ３种混合料的动态模量及相位角进行 了测试 ， 在对 比分 析 了温度及 频率对沥 青混合料 的影响
２ Ｏ ＋ ＋ ＋ ＋ ｓ
频率／ Ｈ ｚ
ｂ） ＡＣ ． １ ６级 配
２ ５ Ｈ ｚ ， １ ０ Ｈ ｚ ， ５ Ｈ ｚ ， ２ Ｈ ｚ ， １ Ｈ ｚ ， ０ ． ５ Ｈ ｚ ， ０ ． １ Ｈ ｚ 七个频率 下进行试 验， 按照低温 向高温 、 高频 向低频 的先后 顺序 去测得 不 同温度 和 不同频率下的 ３种混合料动态模量和相位角。
30#沥青AC-20混合料动态模量及主曲线试验研究
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。
沥青混合料动态模量试验研究
Dynamic mo dul u s / MPa
P ha se angle / (°)
Dyna mic mo dul u s
/ MPa
Phase angle / (°)
Dyna mic mo dul u s
/ MPa
P ha se angle / (°)
4. 4
0. 01
9 195
15. 9
8 440
4 878
21. 0
3 852
29. 7
21. 1
1. 00
7 211
19. 2
6 524
25. 5
5 474
19. 8
4 704
27. 9
21. 1
5. 00
9 521
15. 6
9 369
21. 7
6 711
17. 3
5 830
25. 2
4. 4
0. 10
12 490
11. 7
12 678
15. 6
9 114
13. 2
8 988
18. 8
4. 4
0. 50
14 872
9. 5
15 674
12. 0
10 972
10. 9
11 681
14. 8
4. 4
1. 00
15 907
8. 7
16 971
2. 550 7. 1 15. 4 54. 2
P G64 - 22
2. 590 15. 1 20. 3 25. 9 P G76 - 16
FL - 13 2. 627 2. 680
6. 2 2. 351 2. 438
3. 6 16. 1 77. 8 P G64 - 22
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
合的方法得到了参考温度下的动态模量主曲线和
时 间 一温度转 化因 子 ，用 以描述 沥青 混凝土 的粘
弹性 性质 。
作 者简介 ：王华荣 （ １ ９ ８ ７ ～） ，男 ，籍贯 ：福建 泉州。东南
大学 硕 士 研 究 生 。
３ ０
ｉ ｍ ｈ Ｅ”：— Ｏ － ｏ ｓ
—
■
一
用相 当 于静态荷 载作 用下测 定 的静态模 量作 为设 计模 量 ¨ Ｊ ，其 试 验 荷 载 变 化 速 度 慢 ，实 验 过 程 中其 荷 载级位 在一段 时 问 内维持 不变 ，这 显然 与 路 面结 构 承受 车 轮 动 载 的受 力 状 况 存 在 很 大差
２ ０ １ ４年 ６月
石 油 沥 青
Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ Ｏ Ｌ Ｅ Ｕ Ｍ Ａ Ｓ Ｐ Ｈ Ａ Ｌ Ｔ
第２ ８卷第 ３期
浇 筑 式 沥青 混 凝 土 动 态模 量 主 曲线研 究
王 华 荥 ， 张磊 ，张 晓 春
（ 东南大学智能交通科技馆 ，南京 ２ １ ０ ０ ０ ８ ）
摘要 ：利 用 Ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｐ ａ ｖ ｅ简单性能试验机 （ ｓ ｇ ｒ ）对 浇筑式沥青 混凝 土在 不 同温度和 荷载
时 ，只 能 得 到 动 态 模 量 一频 率 曲线 的 一 段 ， 若要 继续 获得 温度 下 的动态模 量 一频率 关 系 ，
沥青 混合 料 的移 位 Ｎ－ ７ － ： 】 ，如式 （ ５ ）所 示 。
ｌ ｇ ｒ
（ ５ ） ）
其 中 ：Ｃ 。 与Ｃ —— 材 料 常 数 ，按 照 经 验 方 法 取
作 用频 率下的动 态模量进行 了试验研 究 ，并分析 了温度 和荷 载频 率对动 态模量和相位角的影
响 。根据时间 一 温度等 效原理 ，通过 非线性 最小二 乘拟合 ，确定 了浇筑式沥青混合料 的动态
模量主 曲线 ，通过主曲线获得任何 温度 下、试验设备无 法测试频 率范围内的浇筑式沥青混凝
石
油
沥
青
２ ０ １ ４年第 ２ ８卷
度下 ，通 过较 长 的时间获 得 ，亦可 以在较 高 的温 度下 ，较短时 间 内观察 到现象 。 因此 ，改 变温 度 尺度和 改变时 间尺 度是等 效 的 ，简 称为 时间 一温 度 等效 原理 Ｊ 。 根 据时 间 一温 度等效 原理 ，沥 青混合 料动 态 模 量 曲线 可 以用 不 同温度 下 的模 量 一频率 曲线沿 着 频率轴 平移 而叠合 在一 起 。通常 ，在低 温条 件
ｌ 沥青 混合料 的动 态模 量
沥青 混合 料作 为一种 粘弹性 材料 ，同时具有
粘性和弹性两种性质 。将其在连续正弦荷载作用
下 的应力 应变 关系定 义 为复合模 量 （ Ｅ ） ，作 为 其 材料 强度 的基本 表征 。复合模 量 Ｅ 是个 复数 ，
可 以表 达为 ：
Ｅ ： Ｅ ＋ｉ Ｅ ” （ １ ）
土的动 态模量 ，为浇筑式沥青混凝土路 面结构设计提供相应 的材料参数 。
关 键 词 ：动 态模 量 主曲线 Ｓ Ｐ Ｔ 相位 角 时 间 一温 度 等 效 原理
路 面结 构不 仅仅受 到 自身重力 等静力 荷 载的 作 用 ，还会 受到来 自高 速行驶 、重 载车辆 以及气 候等 多种环境 因素的影 响作用 。路 面材料 在 动态 荷载作 用下 的力 学响应 ，除 了受 到静力作 用下 的 因素影 响外 ，对 荷载 的大小 、作用 时 间 、频 率等
为Ｃ １ ＝ ８ ． ８ ６ ，Ｃ ２ ＝１ ０ １ ． ６ ；
— —
基 准温 度 ，
试验 温 度 。
卜
鉴 于基准 温度 未 知 ，且 试 验 温 度 中可 能 未包 含 。通过 选 择 其 中某 一 试验 温 度 作 为 参考 温 度 ，由其 他 温 度 对 于 参 考 温 度 的移
因素具有一定的应力依赖性 。沥青混合料作为现 在广泛使用的路面材料，是粘弹塑性 的综合体 ，
其力学 性质 随荷 载作用 时 间 、温 度 的不 同 ，具有
较大 的差 异性 。而我 国现行 沥青 路面设计 中均采
式 中： 、Ｅ Ｌ
Ｅ，：— Ｏ ｒ ０ Ｃ Ｏ Ｓ ￣
—
弹性 模量 和粘性模 量 。
的应 力 幅值 和应 变 幅值 的 比值来 确定 ，即 ：
Ｅ ・Ｉ ：一 Ｏ ＂ ｏ
０
（ ４ ）
相 位角 （ ） 定义 为在 一个 加 载循 环 中沥青
混 合料 产生 的应 变 落后于 所施 加 的应 力 。 的 时 间与应力循 环周 期 的 比值 ，用来 表征在 一 定温
动态模量是复数模量的绝对值 ，反映了材料
抵抗 变形 的能力 ，其定 义 如下 ：
ｌ Ｅ ｌ＝￣ ／ （ Ｅ ） ＋ （ ） 。 （ ３ ）
动态 模量还 可 以通过试 验 以达到 稳定状 态 时
面设计 在基 于力 学方法方 面迈 出 了一大步 。在 力 学经验 设计 指南 中 ，采 用动 态模量 主 曲线 来 表征 沥青混 合料 对 温 度 和 荷 载 频 率 的 依 赖 性 Ｊ 。本 文通过 Ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｐ ａ ｖ ｅ简 单 性 能 试 验 机 （ Ｓ Ｐ Ｔ） 对 浇 筑式 沥青 混凝土 进行进 行 了动态模 量试 验 ，并根 据 时间 一温度 等效原 理 ，利 用非线 性最 小二 乘拟
０
Ｏ
式中： 。 — —最 大压 应力 （ ｋ Ｐ ａ ）； Ｅ ０ — —最 大可恢 复 轴 向应 变 ；
— —
相位 角 （ 。 ） 。
异。因此，对动态荷载作用下的沥青混合料的动
态 参数 尽心研究 具有 重要 的意义 。
美 国公路 合 作 研 究 组 织 （ Ｎ Ｃ Ｈ Ｒ Ｐ １—３ ７ Ａ） 提 出的力学 经验 路 面设 计 指 南 （ ＭＥ Ｐ Ｄ Ｇ） 使 路