[发明专利]一种沥青类材料蠕变柔量参数测试方法

说明书

本发明公开了一种沥青类材料蠕变柔量参数的测试方法，通过MTS疲劳试验机向试件的中心孔内注入液压油施加均匀荷载，利用压力传感器记录试件承受均匀压强q(t)，MTI‑3D非接触变形测量系统拍摄试件表面中心点挠度ω(t)，然后将q(t)和ω(t)代入n元一次方程组求解得到各时刻t的蠕变柔量J(t)，再根据各时刻的蠕变柔量散点图拟合得到蠕变柔量方程的系数J_i和τ_i，从而得到蠕变柔量方程，完成沥青类材料蠕变柔量参数的测试。本方法通用于测试各种沥青材料蠕变柔量，解决了以往仪器试验对象受限的问题，大大节约仪器耗费。

技术领域

本发明属于粘弹性材料力学参数测试方法技术领域，具体涉及一种沥青类材料蠕变柔量参数的测试方法。

背景技术

沥青作为一种胶粘材料在路面工程中得到广泛应用，就我国而言，95％以上的高速公路路面类型为沥青路面。沥青如此广泛的应用促使人们对其研究不断深化，其中包括沥青在内沥青类材料(基质沥青、改性沥青、沥青胶浆、沥青砂浆以及沥青混合料)的粘弹特性是沥青路面结构、材料研究和设计领域关注的焦点，随着沥青类材料的粘弹性理论的发展和粘弹性模型的不断完善，粘弹性参数(如蠕变柔量、松弛模量、动态模量)间的转化关系逐渐明确，而且针对沥青类材料粘弹性参数测试已然形成了很多成熟的试验方法。如对于沥青和沥青胶浆在常温、高温区域的粘弹性质可以通过动态剪切流变仪(DSR)进行测试，沥青和沥青胶浆在低温区域的粘弹参数可通过弯曲梁流变仪(BBR)进行测试，沥青砂浆和沥青混合料的粘弹参数可应用万能材料试验机(UTM)测试得到。

综上所述，测试沥青类材料粘弹性参数十分必要，而且当前的测试方法也较为全面，但从中也不难看出目前的测试方法体系存在很大的局限性：

(1)单个试验方法的适用性受限。每种测试方法都有其局限性，用于测试沥青和沥青砂浆的DSR和BBR不能用于测试沥青砂浆和混合料，万能材料试验机由于荷载量程较大、精度不足，难以用于测试沥青和沥青胶浆的粘弹参数；DSR和BBR虽然都可用于测试沥青和沥青胶浆材料，但适用的温度范围又有所不同；所以当前的测试体系中每种试验方法的适用性都存在有一定限制。

(2)新型材料不断涌现，现有测试体系面临挑战。近年来，对沥青进行改性的新材料层出不穷，虽然相关研究应用DSR和BBR对这些改性沥青或改性沥青胶浆的粘弹性参数进行了大量测试工作，但是这些测试往往忽略了试件尺寸的限制，造成所得结果准确性大打折扣。如DSR和BBR试验都要求标准试样尺寸，但加入新改性材料(比如橡胶颗粒、纤维)后原试件尺寸不足以涵盖一个代表元，这就使得测试结果仅反映了材料部分组成的粘弹性能。

(3)仪器费用高昂。我国目前沥青材料领域内粘弹性测试方法均是依照美国国家公路与运输协会(AASHTO)的试验标准，仪器商也以国外厂家为主。近年来，虽然国产仪器也在发展，但是费用仍然较高，尤其是根据沥青材料类型和测试温度范围的不同，需要多种试验方法，这就要求大量的试验仪器的投入，显然实验室将产生巨额的消耗。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种沥青类材料蠕变柔量参数的测试方法，能够通用于测试沥青、沥青胶浆、沥青砂浆和沥青混合料的蠕变柔量，大大扩展当前试验仪器的适用性，节约试验成本。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：包括以下步骤：

1)将带有中心孔的试件固定在密闭的环境箱内，并设定环境箱内的温度对试件进行保温，直至达到设定的温度；

2)通过MTS疲劳试验机向试件的中心孔内注入液压油对沥青材料施加均匀荷载，以0.1s作为时间间隔单元，利用压力传感器记录不同时刻t时试件中心孔内的压强q(t)，并利用MTI-3D非接触变形测量系统拍摄试件表面的变形，记录不同时刻t时试件中心点挠度ω(t)；