沥青混合料非线性粘弹性本构关系研究
《Superpave沥青混合料动态黏弹性模型及约束试件温度应力试验研究》范文
《Superpave沥青混合料动态黏弹性模型及约束试件温度应力试验研究》篇一一、引言随着交通基础设施的快速发展，沥青混合料因其良好的路用性能和耐久性，在道路建设中得到了广泛应用。
Superpave沥青混合料作为一种新型的、高性能的沥青混合料，其动态黏弹性特性及温度应力性能研究显得尤为重要。
本文旨在研究Superpave沥青混合料的动态黏弹性模型，并探讨约束试件在温度应力作用下的响应特性，为Superpave沥青混合料在实际工程中的应用提供理论依据和实验支持。
二、Superpave沥青混合料动态黏弹性模型2.1 动态黏弹性基本概念动态黏弹性是材料在周期性应力作用下的响应特性，反映了材料的黏性和弹性成分。
对于沥青混合料而言，其动态黏弹性性能直接影响到路面的耐久性和使用性能。
2.2 Superpave沥青混合料动态黏弹性模型建立通过实验手段，如动态剪切流变试验（DSR），可以获取Superpave沥青混合料的复数剪切模量和相位角等动态黏弹性参数。
基于这些参数，结合材料力学理论，可以建立Superpave沥青混合料的动态黏弹性模型。
该模型能够较好地反映Superpave沥青混合料在荷载作用下的黏弹性能。
三、约束试件温度应力试验研究3.1 试验方法与原理约束试件温度应力试验是一种模拟实际路面的温度应力环境，通过在试件上施加温度变化，观察其应力响应的试验方法。
该方法能够有效地反映Superpave沥青混合料在温度变化下的应力响应特性。
3.2 试验过程与结果分析在试验过程中，通过控制试件的温度变化，记录其应力响应数据。
通过对数据的分析，可以得出Superpave沥青混合料在温度应力作用下的变形、开裂等性能指标。
同时，结合动态黏弹性模型，可以进一步探讨温度应力对Superpave沥青混合料性能的影响机制。
四、结果与讨论4.1 动态黏弹性模型应用通过建立的动态黏弹性模型，可以预测Superpave沥青混合料在荷载作用下的黏弹性能。
沥青混和料的粘弹性疲劳本构模型的研究的开题报告
沥青混和料的粘弹性疲劳本构模型的研究的开题报告标题：沥青混和料的粘弹性疲劳本构模型的研究一、研究背景与意义随着交通运输的迅速发展，道路的建设和维护成为一个国家基础设施建设的重要分支。
作为道路的重要构成部分，沥青混合料的性能对道路的耐久性和使用寿命有着至关重要的影响。
而沥青混合料在不断地受到车辆荷载、气候环境等外界条件的作用下，难免会发生各种形式的疲劳损伤，这也就需要深入研究沥青混合料的疲劳性能及其本构关系。
在目前的学术研究中，沥青混合料的疲劳本构模型是一个重要的研究内容。
通过建立具有理论基础和实际应用价值的粘弹性疲劳本构模型，可以为沥青混合料的工程设计和材料选用提供更为科学的依据。
二、研究内容和方法1. 研究内容本研究的主要内容是：（1）沥青混合料疲劳本构模型的概述和分类，并结合国内外已有的相关研究成果，总结各种模型的适用范围及优缺点；（2）通过实验测试，获取不同种类的沥青混合料在不同温度和荷载条件下的疲劳试验数据，并进行分析和处理；（3）利用基于粘弹性理论的本构模型，建立沥青混合料的粘弹性疲劳本构模型，并采用数值计算方法对其进行验证和优化。
2. 研究方法本研究采用实验测试和理论计算相结合的方法，具体步骤如下：（1）实验测试：选择不同种类的沥青混合料，分别进行疲劳试验，并测量不同温度下的弹性模量、剪切模量、疲劳寿命等指标；（2）数据分析：对实验测试数据进行分析和处理，研究沥青混合料的疲劳特性和规律；（3）本构模型建立：基于粘弹性理论，建立沥青混合料的粘弹性疲劳本构模型，并通过结合实验测试数据对模型进行优化和验证；（4）数值计算：利用已建立的本构模型，开展数值计算实验，对实验数据和计算结果进行对比分析。
三、预期成果和意义通过本研究的实验测试和理论模型建立，可以获得以下预期成果：（1）根据粘弹性理论，建立沥青混合料的粘弹性疲劳本构模型，实现对其疲劳性能的预测和分析；（2）深入研究沥青混合料的疲劳性能及其本构关系，为道路工程设计和材料选用提供科学依据；（3）积累和整理沥青混合料疲劳试验数据，为相关领域的学术研究提供参考资料。
沥青混合料分数导数粘弹性本构关系研究
的 拟 合 效 果较 差 ，不 适 宜 用 来模 拟 沥 青 混合 料 的 动 态 粘 弹 性 能 。 鉴 于 目前 的 本 构 关 系 不 能 很 好 的 表 证 沥 青 混 合 料 的 动 态 粘 弹性 能 ，采 用 分数 导数 三 元件 固体模 型 对 沥 青 混合 料 动 态 粘 弹性 进 行 研 究 ，并 对拟 合 效 果 进 行 分析 。
分数导数三元件 固体模型的拟合效果较 好 ，且确定模 型 实验参 数 少，得到 的拟合参 数具有 一定的物理 意 义，分
数 导数 的阶数 ｄ与相 位角的相 关性较好 ，很好 的体现 沥青混合料 的粘弹 比例 ，从 而能 够精 确地描 述沥青 混合 料
的 动 态 粘 弹性 能
关键词 ：沥青混合料 ；粘 弹性 ；本 构关 系；动 态模量
目前对沥青混合料的粘弹性本构关件主要是用来描述沥青混合料在静载作用下的本系研究较多提出各种粘弹性本构模型来模拟沥青构行为在蠕变和松弛的初期与实验数据不能很好混合料的力学行为如kelvin固体模型maxwell吻合很少考虑到沥青混合料的动态性能因而不流体模型标准线性固体模型burgers模型修能真实地反映沥青路面的实际行为特性
（ 京 林业 大学 ，南 京 南 ２０ ３ ） １０ ７
摘
要 ：从 分数 阶导数的定义 出发 ，提 出采用分数阶微 积分 来描 述沥青 混合料 的分数阶 导数型粘 弹性本构
关 系这一独特的新思路。通过对沥青混合料进行 Ｓ Ｔ动态模量试 验测 出沥青混合料 的动 态模 量和相 位 角，并对 Ｐ
试 验 结 果 分 别 采 用 经 典 Ｋ ｌ ｎ模 型 、Ｍ ｘ ｅ 模 型 和 三 元 件 固体 模 型 进 行 拟 合 。 结 果 表 明 ，经 典 粘 弹性 本 构模 型 ｅｖ ｉ ａｗ ｌ ｌ
沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用
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沥青混合料粘弹塑性本构模型的实验研究
沥青混合料粘弹塑性本构模型的实验研究沥青混凝土路面是近年来高速公路广泛采用的一种结构形式,随着公路运输量日益增长和运输向重型方向发展,路面破坏日趋严重。
进行沥青混合料本构模型的研究,对掌握路面变形规律,预测路面结构永久变形大小,预防和抑制路面损害具有十分重要的意义。
文章针对沥青混合料单轴压缩、蠕变和恢复等力学特性,在实验基础上,结合理论和数值拟合分析,建立了沥青混合料不同形式的粘弹塑性本构模型,提出了模型参数确定方法,讨论了加载应力和环境温度对混合料力学行为的影响,并将模型预测结果与实验结果进行了比较,最后还初步分析了集料级配对沥青混合料力学行为的影响。
主要内容包括:(1)提出并建立了沥青砂微分型粘弹塑性本构模型。
依据沥青砂蠕变特性,将总变形分解为粘弹性、粘塑性二种分量,采用Burgers模型描述粘弹性变形,采用滑块与粘壶并联模型描述粘塑性变形,然后加以组合,提出了基于二变形分量的粘弹塑性本构模型;进一步细分,将总变形分解为粘弹性、粘塑性和弹塑性三种分量,分别采用不同子模型描述上述分量,然后组合这些子模型,提出了基于三变形分量的粘弹塑性本构模型。
基于较优模型,利用实验数据建立了参数与环境温度和加载应力的函数表达式,通过模型预测与实验结果的比较,证实模型可以较好地描述沥青砂三个蠕变阶段的变形特点。
(2)提出并建立了沥青砂、沥青混合料积分型粘弹塑性本构模型。
将总变形分解为粘弹性和粘塑性变形,分别采用Schapery非线性模型描述粘弹性变形,采用Uzan模型描述粘塑形变形,提出了改进的Schapery积分模型,建立了积分型的非线性粘弹塑性本构关系,提出了非线性参数的实验确定方法,分别采用蠕变回复实验确定粘弹性参数,采用多次循环蠕变回复实验确定粘塑性参数,并假定蠕变柔量为时间的指数函数,利用得到的模型预测了沥青砂和混合料在不同应力作用下的蠕变变形,通过与Schapery模型预测结果的对比发现,改进的Schapery 模型与实验结果的吻合程度更好。
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2010年 5月郑州大学学报(工学版)May 2010第31卷 第3期Journal of Zhengzhou University (Engineering Science )Vol 131 No 13 收稿日期:2009-12-13;修订日期:2010-01-04 基金项目:西部交通建设科技资助项目(200623182812221) 作者简介:栗培龙(1980-),男,江苏邳州人,长安大学讲师,博士,主要从事路面结构与材料方面的研究,E 2mail:peil ong_li@. 文章编号:1671-6833(2010)03-0096-05沥青混合料黏弹性响应影响因素分析栗培龙,张争奇,王秉纲(长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西西安710064)摘 要:选择3种级配的沥青混合料进行不同温度和应力水平的蠕变试验,根据应力应变关系得到的蠕变柔量曲线获取Burgers 黏弹性模型参数,分析温度、应力水平、矿料级配以及老化作用对沥青混合料黏弹性的影响.结果表明,随着温度的升高,3种沥青混合料的E 1、η1、E 2、η24个参数总体不断降低,即沥青混合料软化、模量减小,但不同温度下3种混合料的黏弹性参数排序并不相同;应力水平对沥青混合料的黏弹性能有显著影响,处于中间荷载水平0.5MPa 时4个黏弹性参数的区分度最大,但不同级配的沥青混合料对应力水平的响应存在差异,公称最大粒径相近的混合料的某些黏弹性参数变化趋势较一致;老化是沥青混合料黏弹性变化的重要原因,但短期老化和长期老化的影响并不相同.关键词:沥青混合料;黏弹性响应;影响因素;老化中图分类号:U414.75 文献标识码:A0 引言沥青混合料的黏弹性与沥青路面的车辙、开裂、疲劳等病害有着密切关联,因此沥青混合料的黏弹性响应受到国内外道路研究者的关注[1].L ittle [2]采用黏弹性模型模拟沥青混合料蠕变试验;Chang [3]指出Burgers 模型可以较好地模拟沥青混合料的微细观力学性能;Sch wartz [4]进行了相同荷载、25℃到45℃温度下的蠕变试验,并获取黏弹性参数;关宏信[5]推导了沥青混合料疲劳损伤演化的黏弹性疲劳损伤模型;周志刚[6]根据动蠕变试验推导出了黏弹性参数,并讨论了模型参数与车辙动稳定度之间的关系.但以往的研究偏重于对沥青混合料黏弹性某一方面的讨论,对不同影响因素缺乏深入而系统的分析.作者通过蠕变试验得到Burgers 模型参数,分析温度、应力水平、级配以及老化对沥青混合料黏弹性响应的影响,可以为沥青路面设计和破坏分析提供参考.1 蠕变试验及黏弹性模型参数1.1 蠕变试验及蠕变柔量利用S BS 改性沥青分别拌制AC 213、AC 216、AC 2203种级配沥青混合料,采用MTS 810材料试验机在不同温度及应力水平下进行单轴静态蠕变试验,为了减少离散性,进行3组平行试验.试验条件为0.7MPa,40℃、50℃和60℃,0.3MPa 、0.5MPa 、0.7MPa .为了减小试模边界效应的影响并加速试验进程,首先采用Tr oxler 4140型旋转压实仪成型<150mm ×H110mm 的大型试件,再钻芯得到尺寸为<100mm ×H110mm 的试件.试验过程:①在0.005MPa 下预加载10m in;②瞬时施加到所要求荷载并保持载60m in;③瞬时卸载到0.005MPa 并保持30m in;④采用LVDT 精确测量试件变形随时间变化的数据.根据试验的应力应变关系可以得到沥青混合料单位应力作用下t 时刻的应变值(蠕变柔量).不同试验条件下的蠕变柔量曲线如图1所示.1.2 Burgers 黏弹性模型参数Burgers 模型可以较好地描述黏弹性材料的蠕变与松弛特性,在道路工程领域将其表征为沥青混合料的黏弹性本构模型[7-9].研究[1,4,6]表明沥青路面的高温永久变形与混合料蠕变特性的关系为:J (t )=1E 1+t η1+1E 2(1-e -E 2η2t )(1) 第3期栗培龙,等:沥青混合料黏弹性响应影响因素分析97图1 混合料不同试验条件下的蠕变柔量变化曲线F i g .1 Creep co m pli a nce curves under d i fferen t test cond iti on s 根据式(1)可知,在蠕变试验条件下,蠕变柔量由3部分组成:沥青混合料在荷载作用下的瞬时弹性柔量J e 、与时间相关的黏性柔量t/η1、与时间相关的黏弹性柔量J ve ·(1-e -E 2η2t).其中J e 反映高速荷载下沥青混合料的抗变形能力,与模型中弹性元件E 1的值成反比;η1是产生不可恢复残留变形的黏性系数,与沥青混合料的永久变形直接相关,同时也反映沥青混合料高温重复荷载作用产生的累积变形;E 2、η2反映在长时间荷载作用下及在通常温度条件的荷载作用下,变形既不是很快发展,又不能立即恢复的黏弹性指标,应力松弛性能及变形的回弹性能也有密切关系.采用O rigin 和1st op t 数值处理软件,将蠕变柔量曲线用Burgers 模型回归拟合,可以得到以上3种混合料不同试验条件下的蠕变柔量拟合得到的Bur 2gers 黏弹性参数列于表1中.2 试验条件及矿料级配的影响2.1 试验温度对沥青混合料黏弹性参数的影响沥青混合料是感温性材料,温度越低,沥青混合料越接近弹性材料;温度越高,越接近黏性材料.对3种沥青混合料的E 1、η1、E 2、η24个参数取常用对数,试验结果如图2所示.由图2可知:(1)随着温度的升高,3种级配沥青混合料的E 1、η1、E 2、η24个参数总体均呈降低趋势,说明温度升高沥青混合料软化,高温性能减弱.(2)随着试验温度的升高,3种沥青混合料的瞬时弹性模量E 1逐渐降低,即沥青混合料在较高的温度下更容易产生瞬时弹性变形.由40℃升至60℃,3种混合料的E 1值分别降低了26.1%,52.1%和32.3%.比较可知AC 213的降低较为缓慢,而AC 216和AC 220的E 1降低幅度较大,这说明公称粒径较大的沥青混合料的瞬时弹性模量对温度的敏感性较高.对于参数η1,由40℃升至60℃,AC 213、AC 216和AC 2203种混合料的η1值分别降低了56.0%,74.2%和60.5%,可见AC 216混合料随温度变化的敏感性最大.对于参数E 2和η2而言,不同级配混合料的变化趋势不尽相同.随着温度的升高,AC 216和AC 220混合料的E 2接近平行的单调减小,而AC 213的E 2先增大后减小;对于参数η2而言,随着温度的升高,AC 220混合料的η2不断减小,而AC 213和AC 216的η2值存在先升后降和先降后升现象,可见试验温度对不同沥青混合料的黏弹性响应的影响非常复杂,不仅与集料粒径有关,而且与混合料沥青含量等因素存在交互影响.沥青混合料的E 1、η1、E 2、η24个参数大小不仅反映了黏弹性变化,而且表征了混合料在高温荷载下的抗永久变形性能.由图2可知,不同温度下3种级配混合料的参数排序不尽相同,其中40℃和60℃条件下的4个参数以及50℃条件下的E 1、E 2排序一致,均为:AC 216>AC 213>AC 220;50℃条件下的η1排序为AC 216>AC 220>AC 213,η2排序为AC 213≈AC 216>AC 220.总体而98 郑州大学学报(工学版)2010年言,AC 216混合料具有更好的抗变形性能,即具有更好的高温稳定性.表1 沥青混合料的Burgers 模型拟合参数Tab 11 Burgers m odel param eters of a spha lt m i xture温度/℃应力/MPa 级配Burgers 模型参数/PaE 1η1E 2η2相关系数R240AC 2133.30E +084.14E +127.61E +081.37E +110.97410.7AC 2165.68E +088.38E +121.23E +092.61E +110.9571AC 2202.76E +083.95E +126.61E +089.05E +100.966750AC 2132.76E +082.01E +128.34E +082.03E +110.98590.7AC 2163.12E +083.14E +128.79E +081.94E +110.9799AC 2202.41E +082.70E +125.56E +087.23E +100.9753AC 2131.97E +085.06E +126.27E +088.93E +100.9594600.3AC 2162.21E +085.71E +127.90E +089.82E +100.9716AC 2202.28E +084.00E +125.29E +081.05E +110.9654AC 2132.23E +087.47E +121.26E +093.90E +110.9491600.5AC 2163.36E +083.48E +121.01E +092.74E +110.9761AC 2204.24E +082.15E +125.36E +087.75E +100.9831AC 2132.44E +081.82E +124.48E +081.05E +110.9823600.7AC 2162.72E +082.16E +127.01E +082.37E +110.9825AC 2201.87E +081.56E +124.05E +084.91E +100.9834图2 温度对沥青混合料黏弹性参数的影响F i g .2 Effect of te m pera ture on V iscoel a sti c param eters2.2 应力水平对沥青混合料黏弹性的影响由图3可知:(1)随着应力水平的升高,3种级配沥青混合料的E 1、η1、E 2、η24个参数变化规律不尽相同.分析可知,沥青混合料的黏弹性与沥青胶结作用以及矿料之间的相对错位滑动有关.公称最大粒径较小的混合料(如AC 213)往往有较高的沥青用量,沥青的黏弹性胶结作用占主导作用;公称最大粒径较大的混合料(如AC 220),矿料的嵌挤作用对混合料抗永久变形的贡献更大,所以不同级配的沥青混合料对应力水平的响应存在差异.(2)对参数E 1和η1而言,AC 216和AC 220混合料的变化一致,E 1均先增大后减小,η1均逐渐减小;对参数E 2而言,3种级配混合料变化趋势一致,均先增大后减小;对参数η2而言,AC 213和AC 216混合料变化趋势一致,也是先增大后减小,AC 220混合料则不断减小,可见公称最大粒径相近的混合料的某些黏弹性参数变化趋势存在一致性.图3 应力水平对沥青混合料黏弹性参数的影响F i g .3 Efect of stress on V iscoel a sti c param eters2.3 级配对沥青混合料黏弹性的影响3种级配的混合料在不同应力水平下的Bur 2gers 模型参数如图4所示.由图4可知,在0.3MPa 应力水平下,3种级 第3期栗培龙,等:沥青混合料黏弹性响应影响因素分析99 配沥青混合料的4个参数均较为接近,应力水平增大到0.5MPa 时,E 1、η1、E 2、η24个参数均有很大的区分度,当继续增至0.7MPa 后,参数之间的差异又有所减小.这是因为,在0.3MPa 应力水平下,由于应力水平较低,3种混合料的蠕变硬化现象不显著;在0.7MPa 应力水平下,对于无侧限蠕变试验而言,较高的应力水平使得3种混合料均出现显著的矿料颗粒间错位滑动,进而出现膨胀软化现象,模量又有所降低.图4 级配对沥青混合料黏弹性参数的影响F i g .4 Efect of grada ti on on V iscoel a sti c param eters当前评价沥青混合料高温性能的车辙试验,均在0.7MPa 荷载、60℃条件下进行,在此试验条件下的3种沥青混合料的E 1、η1、E 2、η24个参数排序一致,即AC 216>AC 213>AC 220,可见AC 216有更高的高温性能,AC 213次之,AC 220最差.3 老化对沥青混合料黏弹性响应的影响 在老化作用下沥青的流变性能变化将会导致混合料的黏弹性变化,直接影响沥青混合料的路用性能[10].根据规范[11]对试验中采用AC 213、AC 2202种混合料分别进行短期和长期老化试验,然后在60℃、0.7MPa 条件下进行蠕变试验.根据静态蠕变曲线求得蠕变柔量,然后拟合得到4种混合料不同老化状态的E 1、η1、E 2、η24个Burgers 模型参数,如图5所示.由图5可知:(1)对于2种混合料而言,短期老化后E 1、η1、E 2、η24个参数均有大幅增加,可见沥青老化后劲度增大,弹性增强,流变性降低,瞬时弹性柔量和黏性柔量均有显著减弱,在荷载作用下抗变形能力大幅增强.在短期老化的基础上进行长期老化后,反映瞬时弹性响应的E 1又有所增大;2种混合料的E 2变化并不一致,AC 213稍有增加,AC 220大幅降低;2种混合料的η1和η2均有不同程度的减小.分析认为,沥青混合料的短期老化试验是先对拌制的散料进行老化然后再压实成型,老化后沥青的柔韧性和流动性减弱,压实成型后性能变化的沥青在混合料中是相对均匀分布的,所以整体表现为荷载作用下抗变形能力显著增强;而对于长期老化,试件是成型后再实施老化,沥青老化是不均匀的,在混合料空隙联通处老化严重,尽管沥青的绝对劲度增强,但在荷载作用下更容易产生微裂纹损伤.因此,对于长期老化的试件,黏弹性模型参数变化是沥青性质变化和损伤累积综合作用的结果,参数变化更为复杂.(2)与AC 213相比,AC 220混合料的变化幅度更大,这是因为沥青老化的主要机理是高温下的沥青分子发生氧化反应,沥青与氧气的接触程度在很大程度上影响老化进程.一般而言,AC 220比AC 213混合料有更大的空隙率,沥青与氧气的接触更充分,因此老化效应更为显著.图5 老化对沥青混合料黏弹性参数的影响F i g .5 Efect of ag i n g on V iscoel a sti c param eters4 结论(1)试验温度对沥青混合料的黏弹性能有显著影响.随着温度的升高,3种级配沥青混合料的E 1、η1、E 2、η24个参数总体上均呈降低趋势,说明温度升高沥青混合料软化,模量呈降低趋势;但不同温度下3种级配混合料的参数排序不尽相同,试100 郑州大学学报(工学版)2010年验采用的3种级配沥青混合料中AC216混合料具有更好的抗变形性能.(2)应力水平对沥青混合料的黏弹性能有显著影响,其中0.5MPa下,3种级配沥青混合料的4个参数区分度大于0.3MPa和0.7MPa下的参数变化;而且不同级配的沥青混合料对应力水平的响应存在差异,公称最大粒径相近的混合料的某些黏弹性参数变化趋势存在一致性.(3)沥青混合料老化后Burgers模型参数均有显著变化,即老化是沥青混合料黏弹性能衰变的主要影响因素,但短期老化和长期老化对沥青混合料黏弹性的影响并不相同.参考文献:[1] 栗培龙.沥青混合料黏弹性力学参数及其应用研究[D].西安:长安大学公路学院,2009.[2] L I TT LE D N,BUTT ON J W,Y OUSSEF H.Devel op2ment of criteria t o evaluate uniaxial creep data and as2phalt concrete per manent def or mati on potential[J].Trans portati on Research Record,1993(1471):49-57.[3] CHANG K G,MEEG ODA J N.M icr omechanical si m2ulati on of hot m ix as phalt[J].Journal of M aterials inCivil Engineering,1997,12(5):495-503.[4] SCHWARTZ C W,GI 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the stress2strain relati ons,Burgers visco2elastic model pa2 ra meters were got t o analyze influences on visco2elastic res ponse of te mperature,stress level,aggregate grada2 ti on,as well as aging effect for as phalt m ixture.The results and analysis indicated that four para meters(E1,η1,E2,η2)continuously reduce with the increasing of the te mperature,which shows that as phalt is s oftening and modulus decrease.But visco2elastic para meters sequence of the three as phalt m ixtures were not the sa me under different te mperatures.Stress levels have a significant effect on visco2elastic res ponse and f our visco2e2 lastic para meters have the greatest degree of distincti on at the level of0.5MPa l oad.Howsever,res ponses on stress level f or different gradati on m ixture were different.Aging is an i m portant reas on intr oducing viscoelastic2 ity changes of as phalt m ixture.But short2ter m aging and l ong2ter m aging have different effects.Key words:as phalt m ixture;visco2elastic res ponse;influencing fact ors;aging。
粘弹性材料的非线性力学特性研究
粘弹性材料的非线性力学特性研究随着科学技术的不断发展，粘弹性材料在工程和科学领域的应用越来越广泛。
由于其独特的力学特性，如粘弹性、非线性等，粘弹性材料在材料科学、土木工程、生物医学等领域都有着重要的应用。
本文将介绍粘弹性材料的非线性力学特性研究，以及其在工程和科学领域中的应用。
一、粘弹性材料的定义与特性粘弹性材料是一类具有粘弹性的固体材料，其力学特性介于弹性固体和流体之间。
与弹性材料相比，粘弹性材料在受到外力作用后，会产生时间依赖的形变；而与流体相比，粘弹性材料会随时间逐渐恢复原状。
这种独特的力学特性使得粘弹性材料既能保持形变，又能回复到初始状态。
二、粘弹性材料的非线性力学特性研究方法为了研究粘弹性材料的非线性力学特性，科学家和工程师们采用了多种实验方法和数值模拟技术。
其中，最常用的方法之一是应力松弛测试。
在应力松弛测试中，样品会受到一个短时间的应力作用，然后通过测量样品上的应变来观察其时间依赖的形变。
此外，还可以使用剪切应变测试、拉伸测试等方法来研究粘弹性材料的非线性力学特性。
通过对不同应力或应变下的样品进行测试，可以获得其力学特性随时间变化的曲线和参数。
三、粘弹性材料在工程领域中的应用粘弹性材料在工程领域中有着广泛的应用。
其中，一项重要的应用是减震和隔振技术。
由于粘弹性材料具有能量吸收和耗散的能力，可以用于降低结构物在地震或机械振动中的响应。
此外，粘弹性材料还可以用于噪声控制、动力学系统的稳定性分析等方面。
四、粘弹性材料在科学领域中的应用在科学研究中，粘弹性材料的应用也非常重要。
例如，在生物医学研究中，粘弹性材料被广泛应用于细胞力学、组织工程等方面。
通过研究粘弹性材料在细胞或组织中的行为，可以更好地理解生物体内部的力学特性，为疾病诊断和治疗提供依据。
此外，粘弹性材料还被应用于涂料、胶粘剂等工业产品的研发和生产中。
通过研究粘弹性材料的力学特性，可以改进产品的性能和质量。
五、粘弹性材料的应用前景随着科学技术的不断进步，粘弹性材料在工程和科学领域的应用前景非常广阔。
沥青胶浆的线性粘弹性分析
沥青胶浆的线性粘弹性分析摘要：动态剪切流变实验是用于表征沥青混凝土和沥青胶浆的线性粘弹性特性（沥青混凝土的填料粒径小于75?m）。
这项研究着力于利用微观力学以及基于流变学的模型来评估石灰石与消石灰这两种填料对沥青胶浆表现性能的影响。
在多种微观力学模型中，选用最合适的一种来表征沥青胶浆（复合材料）的粘弹性特征。
由于微观力学模型是为弹性材料建立的，那么为了运用这些模型就有必要采用弹性――粘弹性对应原则。
为了解释胶浆中填料的影响，本文也采用了一些最合适的基于流变学原理的模型。
最后选择了nielsen模型，因为这个模型引入了两个流变学参数来解释填料效应：广义爱因斯坦系数和最大填料填充率系数。
在底颗粒体积浓度的的范围内，微观力学模型的预测数据与实验实测数据显示了很好的一致性。
流变模型能成功的预测石灰石填料的刚化效应，当其体积填充率达到25%时。
然而消石灰的刚化效应需要对其表面所存在的大量相互作用有更具体的理解，这是高粘合剂的特性。
ce数据库标题：粘弹性特性；沥青混凝土；微观力学；流变；线性分析。
开场白沥青混合料中填料的重要性已经被anderson和goetz(1973)，harris和stuart(1995)，kavussi和hicks（1997），cooleyetal.（1998）等人研究过。
胶浆的质量，沥青粘合剂与填料的结合度，影影响着沥青混合料的整体力学性能以及稳定性。
由于填料的细度及表面特性，其效果基本上市基于体积填充效果以及填料与沥青之间的相互作用。
后者与材料的物理化学作用有关，这种作用能解释沥青填料系统界面具体的相互作用。
crausetal.(1978)通过对作为填料几何，大小，表面活性的函数的物理化学机制进行的敏感性分析，对不同的胶浆系统的物理化学特性进行了复杂的调查研究。
他们提出物理化学方面的特性与填料沥青界面的吸附强度有关。
他们发现表面活性越高沥青填料界面的粘着力越强，固定沥青的量也会相对增加。
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沥青混合料非线性粘弹性本构关系研究
作者：梁俊龙， 高江平， LIANG Jun-long， GAO Jiang-ping
作者单位：长安大学公路学院,西安陕西,710064
刊名：
广西大学学报（自然科学版）
英文刊名：Journal of Guangxi University（Natural Science Edition）
年，卷(期)：2012,37(4)
1.詹小丽;张肖宁;王端宜改性沥青非线性粘弹性本构关系研究及运用 2009(04)
2.刘亚敏;韩森;徐鸥明疲劳试验中沥青混合料的弯拉劲度模量[期刊论文]-广西大学学报(自然科学版) 2010(01)
3.郑健龙Burgers粘弹性模型在沥青混合料疲劳特性分析中的运用 1995(03)
4.詹小丽基于DMA方法对沥青粘弹性性能的研究 2007
5.李德超沥青混合料动态模量实验研究 2008(01)
6.郑健龙;田小革;应荣华沥青混合料热粘弹性本构模型的实验研究[期刊论文]-长沙理工大学学报(自然科学版) 2004(01)
7.郑健龙;吕松涛;田小革沥青混合料粘弹性参数及其应用[期刊论文]-郑州大学学报(工学版) 2004(04)
8.KEMPFLE S;SCH FER I;BEYER H Fractional calculus viafunctional calculus:theory and applications 2002(01)
9.MAINARDI F;RABERTO M;GORENFLO R Fractional calculus and continuous-time finance:the waiting-time distribution 2002(3-4)
10.刘林超;张卫服从分数代数Maxwell本构模型的粘弹性阻尼材料性能分析[期刊论文]-材料科学与工程学报 2004(06)
11.张卫民;张淳源;张平考虑老化的混凝土粘弹性分数导数模型[期刊论文]-应用力学学报 2004(01)
12.张淳源;张为民非线性粘弹性理论及其应用研究进展[期刊论文]-湘潭大学自然科学学报 2003(04)
13.孙海忠;张卫分数算子描述的粘弹性材料的本构关系研究[期刊论文]-材料科学与工程学报 2006(06)
14.张为民一种采用分数阶导数的新流变模型理论[期刊论文]-湘潭大学自然科学学报 2001(01)
15.陈艳;陈宏善;康永刚分数Maxwell模型运用于PTFE松弛模量的研究 2006(11)
本文链接：/Periodical_gxdxxb201204016.aspx。