基于黏弹特性的沥青普适本构模型研究

摘要

沥青普适黏弹本构模型是指能准确全面描述不同荷载下沥青本构关系的黏弹模型。多年来，沥青黏弹模型的研究一直是研究者们关注的重点，提出了多种黏弹性本构模型。现有的黏弹本构模型均可以较好地模拟沥青在一种或几种荷载作用形式下的力学行为，但是缺乏普适性，并不是对动、静态下的所有荷载作用模式均适用。虽然广义黏弹模型可以反映沥青的动、静态黏弹特性，但是模型复杂，不便于实际应用。因此，建立简单、普适的黏弹本构模型对沥青力学性能预测和路面设计至关重要。
　　针对上述问题，从沥青的黏弹特性入手，首先基于动态荷载和静态荷载试验测试沥青动、静态黏弹性能，分析不同温度和荷载条件下沥青复数模量、相位角、储存模量、损耗模量等动态黏弹参数在频率域内的变化情况，建立各黏弹参数主曲线探究宽频率范围黏弹特性的变化规律，同时分析时间域内蠕变柔量和松弛模量的变化规律，为普适黏弹本构模型的建立奠定基础。
　　其次，基于复杂的动态黏弹特性对黏弹模型进行模型辨识，主要包括经典黏弹模型辨识和分数阶导数模型辨识两部分，研究基本元件个数及组合方式对模型拟合效果的影响，在此基础上初步确定普适黏弹本构模型的模型元件及各元件连接方式。
　　最后，分别基于动态试验数据、静态试验数据和动、静态全部试验数据对沥青普适黏弹本构模型进行参数辨识并分析其拟合结果，确定模型拟合准则，另外选择沥青胶浆按照相同的研究方法对普适黏弹本构模型的适用性进行验证。
　　论文阐述了沥青黏弹本构模型的模型辨识和参数辨识过程，为沥青普适黏弹本构模型的建立及力学性能预测提供了理论依据，同时也为其他黏弹材料本构模型的研究提供一定的参考和依据。

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第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的及意义

1.3 国内外研究现状及分析

1.4 主要研究内容及技术路线

第2章 沥青黏弹性能的研究方法

2.1 试验材料

2.2 试验仪器及试件制备

2.3 研究方法

2.4 本章小结

第3章 沥青动态和静态黏弹特性分析

3.1 动态黏弹特性分析

3.2 静态黏弹特性分析

3.5 本章小结

第4章 沥青黏弹本构模型的模型辨识

4.1 基本元件

4.2 黏弹模型拟合方法和拟合准则

4.3 经典黏弹性本构模型的模型辨识

4.4 分数阶导数黏弹性本构模型

4.5 本章小结

第5章 基于动、静态黏弹特性的沥青黏弹普适本构模型的参数辨识

5.1 基于动态黏弹特性的模型参数辨识分析

5.2 基于静态黏弹特性的模型参数辨识

5.3 基于动态和静态黏弹特性的模型参数辨识

5.4 沥青普适黏弹本构模型应用性分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

声明

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢