[发明专利]利用间接拉伸试验同步确定沥青混合料拉、压模量的方法

权利要求书

1.利用间接拉伸试验同步确定沥青混合料拉、压模量的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：基于双模量理论，得到不同压、拉模量比下间接拉伸试件中心横向与纵向变形的计算公式，计算公式中涵盖不同的试件尺寸与不同的中心检测距离；

所述S1包括以下步骤：

A1：基于双模量本构方程式(1)-(3)：

及间接拉伸试件中心的实际应力分布，可转化得到如下试件中心处横向与纵向变形的计算公式，

式中，L_x、L_y分别为横向与纵向变形，P为所施加荷载幅值，a为加载压头宽度，t为试件的厚度，n为压模量与拉模量的比值，d₁、d₂、d₃、d₄为与压拉模量比n有关的应力分布系数，ε_t、ε_c分别为拉应变与压应变，σ_t、σ_c分别为拉应力与压应力，E_t、E_c分别为拉模量与压模量，v_t、v_c分别为拉泊松比与压泊松比；

A2：基于ABAQUS有限元软件及UMAT子程序平台，计算得到不同压拉模量比n对应的应力分布系数，应力分布系数的计算公式为d＝a₁n³+a₂n²+a₃n+a₄，其中a₁、a₂、a₃、a₄为计算系数；

S2：对沥青混合料试件进行间接拉伸试验，利用位移计(4)实测荷载作用下试件第一侧面(1)和第二侧面(2)不同中心检测距离处的横向变形与纵向变形值；

所述S2包括以下步骤：

B1：准备间接拉伸试件及加载压头(3)，所述试件为圆柱形，所述试件尺寸包括直径为101.6±0.25mm与150±2.5mm两种；

对于直径为101.6±0.25mm的试件，中心检测距离包括25.4mm、38.1mm、50.8mm三种；

对于直径为150±2.5mm的试件，中心检测距离包括25.4mm、38.1mm、50.8mm、76.2mm四种；

B2：在试件的第一侧面(1)和第二侧面(2)布置位移计(4)，以检测试件中心在荷载作用下的变形值，位移计(4)布置方向包括横向与纵向两种，纵向为与荷载作用平行的方向，横向为与荷载作用垂直的方向，位移计(4)以试件中心点为中点，位移计(4)在试件中心的检测距离可按照步骤B1中的任一数值进行确定，但试件第一侧面(1)和第二侧面(2)对应的中心检测距离应不同，则共实测获得4个不同类型的变形数据，分别为L¹_x、L¹_y、L²_x、L²_y，其中，上标1、2代表试件的第一侧面(1)和第二侧面(2)，下标x、y代表横向与纵向；

S3：结合计算公式与实测数据，利用Excel非线性规划程序，设定相应的求解目标、目标函数及约束条件，对试件的拉、压模量及拉、压泊松比进行同步求解。

2.根据权利要求1所述的利用间接拉伸试验同步确定沥青混合料拉、压模量的方法，其特征在于：所述S2还包括以下步骤：

B3：对试件施加连续半正矢波形荷载，荷载频率及幅值可根据试验需要而定，利用位移计(4)检测荷载作用下试件第一侧面(1)和第二侧面(2)中心的横向及纵向变形数据，记录所施加的荷载幅值及对应的试件变形曲线幅值。

3.根据权利要求1所述的利用间接拉伸试验同步确定沥青混合料拉、压模量的方法，其特征在于：所述S3包括以下步骤：

C1：调用Excel非线性规划程序，将求解目标确定为压模量E_c、压拉模量比n与压泊松比v_c，目标函数为计算变形与实测变形之间的误差S最小，其中，误差S的计算公式如下所示，

式中，L为变形值，上标1、2代表试件两个侧面对应的不同位移计检测距离，下标x、y代表横向与纵向，下标cal代表按照步骤S1中的计算公式计算得到的变形值，下标mea代表按照步骤S2中的试验方法得到的实测变形值；

C2：将约束条件设定为0＜E_c、1≤n及0＜V_c＜0.5，初始值设定为E_c＝5000、n＝2、v_c＝0.3，求解程序设定为非线性GRG，进行求解，得到压模量值E_c及压拉模量比n，进一步利用可计算得到拉模量值E_t。