沥青动静态加载条件下的黏弹模型及模型普适性
2021-08-09时敬涛徐中凯罗施中王体宏李剑新
时敬涛, 李 军, 徐中凯, 单 达, 李 纯, 罗施中,陈 龙, 王体宏, 李剑新
(1.中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室,山东青岛266580; 2.中石油燃料油有限责任公司研究院,北京100195;3.北京化工大学生命科学与技术学院,北京100292)
沥青的黏弹性模型又称流变模型,本构方程等[1-2],能够准确预测沥青的黏弹响应,如计算沥青的零剪切黏度、描述沥青蠕变规律[1]。沥青的黏弹性模型主要分为非线性模型与线性模型2类。主要包括经验代数模型和各种黏弹性原件构建的机械原件模型[1]。经验代数模型有CAM模型[1-2]、Laukkanen[3]等建立的沥青玻璃态转变温度附近的模量模型、NikhilSaboo[4]等建立的沥青黏度模型等。机械原件模型以虎克弹簧、牛顿黏壶和分数阶导数黏壶为基本原件,以3类原件进行串联、并联和混联组成各种代表不同黏弹特性的模型[5-6],吴强等[7]使用2S2P1D模型描述环氧沥青黏弹行为,根据模型预测沥青的结构,Merbouh[8]使用经典模型说明沥青受到热循环下的损伤程度,Xu等[9-12]用模型描述混合料性能,Sun等[13]使用2S2P1D模型联立BBR与DSR试验,单丽岩等[2,14]使用广义Maxwell模型建立25 ℃的普适模型。笔者利用动态剪切流变仪测定沥青在多种加载条件下的黏弹性,建立动态和静态加载条件下的机械原件模型,考察普适模型的构建。
1 材料、方法与模型
1.1 材料与方法
以中石油辽河石化有限公司生产的辽河90#沥青(简称沥青A)和中国石油燃料油有限责任公司生产的玛波90#沥青(简称沥青B)作为基质沥青。2种沥青的性能见表1。沥青流变性能测试采用动态剪切试验来完成,所用仪器为奥地利安东帕公司生产的MCR302型动态剪切流变仪,包括0~52 ℃的频率扫描试验和蠕变试验。……