[发明专利]一种沥青主曲线定量分析方法

说明书

一种沥青主曲线定量分析方法，涉及道路沥青材料性能评价领域。本发明是为了解决目前利用主曲线评价沥青性能时没有高低温具体标准，导致无法在划分出的区间内展开定量分析进而无法定量比较，导致沥青性能分析缺乏数据支持的问题。本发明包括：获取沥青样品，将沥青样品制为试样；获取试样的复数模量、损伤模量、储存模量、相位角；选取参考温度，将复数模量和相位角进行拟合并进行规划求解获取位移因子、减缩频率和主曲线最优参数组合，从而获得主曲线参数集合；选取高低温评价指标，利用主曲线参数集合获取高低温分析区域；将坐标转换后复数模量、损伤模量、储存模量进行分区并统计，利用统计结果进行评价。本发明主要用于沥青性能的评价。

技术领域

本发明涉及道路沥青材料性能评价领域，特别涉及一种沥青主曲线定量分析方法。

背景技术

沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种。沥青材料是一种典型的黏弹性材料，在线性粘弹性域内，沥青材料具有简单的热流变特性，其应力-应变本构关系通常用积分的形式表示。因此研究路面材料在荷载作用下的粘弹性特性成为本领域的研究重点。

目前，通常利用动态力学分析方法(Dynamic Mechanical Analysis，简称DMA)研究路面沥青材料在生产、运输、储存和维修期间的性能。根据前人的研究，粘弹性材料的力学行为对加载温度和频率有很强的依赖性；然而，实验室的加载条件是有限的，幸运的是，这一问题可以在高聚物物理学之中找到答案--利用黏弹性材料的时温等效原理来扩大分析范围。这一想法源于对动态机械温度谱的研究，经过大量试验发现，在较低温度和较长加载时间(较低频率)下的超聚合物的松弛模量，与较短加载时间(较高频率)和较高温度下的松驰模量相似，沿时间/频率轴呈现等效替代规律。特定温度和频率下获得的模量曲线可以沿着时间轴移动，最终耦合成平滑曲线，即主曲线。

目前利用主曲线的方式主要是在大的频率或温度范围内定性的看变化趋势，认为在较低频率时复数模量较高，沥青材料具有较好的高温抗车辙性能；反之，在较高频率时复数模量较低沥青材料具有较好的低温抗裂性能。然而，什么频率范围代表低温，什么频率范围代表高温则没有一个具体标准，因此无法在划分出的区间内开展定量分析，进而无法定量比较，导致沥青性能分析的评价缺乏数据支持。

发明内容

本发明目的是为了解决目前利用主曲线评价沥青性能时没有高低温具体标准，导致无法在划分出的区间内展开定量分析，进而无法定量比较，导致沥青性能分析缺乏数据支持的问题，而提出了一种沥青主曲线定量分析方法。

一种沥青主曲线定量分析方法包括以下步骤：

步骤一、获取n组沥青样品，并将沥青样品制作为沥青薄片试样；

其中，n≥3；

步骤二、获取沥青薄片试样的复数模量G*、损伤模量G'、储存模量G、相位角δ；

步骤三、选取参考温度T_R，并在参考温度T_R下，将步骤二获取的复数模量G*和相位角δ获经过CAM模型进行拟合，同时以复数模量G*和相位角δ残差平方和总和最小为目标利用WLF方程和规划求解方法进行规划求解获取位移因子、减缩频率ω和主曲线最优参数组合

其中，f_c、m、k、δ_m、R_d、f_d、m_d、C₁、C₂均为待定系数；

步骤四、将步骤一获取的所有沥青样品重复步骤一到三获取所有沥青样品主曲线参数组合P₁,P₂,…,P_n；

步骤五、选取高温、低温评价指标，利用步骤四获得的所有沥青样品主曲线参数组合获取高温分析区域和低温分析区域：