基于分數階導數理論的瀝青混合料力學特性

第 1 章緒論1
1.1我國瀝青路面發(fā)展概述1
1.2瀝青路面典型病害1
1.2.1裂縫2
1.2.2坑槽2
1.2.3車轍3
1.2.4泛油3
1.3瀝青混合料車轍預估模型5
1.3.1國外研究概況5
1.3.2國內研究概況8
1.4分數階導數理論應用概述12
1.4.1國外研究概況12
1.4.2國內研究概況12
1.5本書主要內容及結構框架15
本章參考文獻17

第2章黏彈性理論及石油瀝青黏性流變性質20
2.1黏彈性及黏彈性力學20
2.1.1黏彈性20
2.1.2黏彈性力學21
2.2線性黏彈性本構理論21
2.2.1彈簧22
2.2.2黏壺22
2.2.3麥克斯韋模型23
2.2.4開爾文模型23
2.2.5三元件固體模型24
2.2.6廣義麥克斯韋模型和廣義開爾文模型26
2.2.7伯格斯模型26
2.3流變性質及流變學的概念26
2.3.1材料的流變性質27
2.3.2流變學27
2.4瀝青材料的流變特性28
2.4.1牛頓流型瀝青28
2.4.2非牛頓流型瀝青29
2.4.3觸變性流體30
2.5瀝青黏度的測定方法30
2.5.1毛細管法30
2.5.2布洛克菲爾德黏度計法32
2.6瀝青材料對于溫度、時間的依賴性34
2.6.1試驗材料與方法34
2.6.2試驗結果34
2.6.3試驗結果分析36
2.6.4溫拌瀝青感溫性能評價指標分析38
2.6.5結語38
2.7本章小結39
本章參考文獻39

第3 章分數階導數理論及應用40
3.1概述40
3.2分數階導數理論基礎40
3.2.1黎曼-劉維爾定義及主要性質40
3.2.2分數階導數的拉普拉斯變換與傅里葉變換41
3.2.3分數階導數元件模型及性質43
3.3分數階導數模型的應用45
3.3.1分數階導數模型在巖土工程領域的應用46
3.3.2分數階導數模型在高分子聚合物材料領域的應用簡介57
3.4本章小結57
本章參考文獻58

第4章基于分數階導數理論的瀝青膠漿流變性能60
4.1概述60
4.2瀝青膠漿動態(tài)剪切流變性能61
4.2.1瀝青膠漿制備64
4.2.2動態(tài)剪切流變試驗66
4.2.3瀝青膠漿動態(tài)頻率掃描試驗結果分析68
4.2.4分數階導數瀝青膠漿動態(tài)力學特性分析71
4.2.5基于分數階導數瀝青膠漿動態(tài)力學特性分析73
4.3瀝青膠漿低溫流變性能74
4.3.1儀器原理及試驗步驟75
4.3.2分數階導數瀝青膠漿低溫黏彈性損傷蠕變模型76
4.4本章小結81
本章參考文獻82

第5章分數階導數瀝青砂靜載蠕變本構模型84
5.1概述84
5.2瀝青砂黏彈性本構關系84
5.3改進的分數階導數瀝青砂黏彈性經驗蠕變模型85
5.3.1分數階導數冪函數蠕變模型理論分析85
5.3.2改進的分數階導數冪函數經驗蠕變本構模型86
5.4瀝青砂單軸靜載蠕變恢復試驗86
5.4.1瀝青砂單軸靜載蠕變恢復試驗方案86
5.4.2試驗原材料及配合比設計87
5.4.3瀝青砂單軸靜載蠕變恢復試驗93
5.5模型驗證與分析96
5.5.1基于本書試驗結果的模型驗證與分析96
5.5.2基于已有試驗結果的模型驗證與分析98
5.6本章小結99
本章參考文獻99

第6章基于分數階導數理論的瀝青混合料永久變形特性研究102
6.1概述102
6.2瀝青混合料高溫抗剪性能評價指標研究110
6.2.1瀝青混合料單軸壓縮試驗110
6.2.2瀝青混合料車轍試驗112
6.2.3瀝青混合料變形強度試驗113
6.3瀝青混合料單軸靜載蠕變恢復試驗116
6.3.1試驗方案116
6.3.2瀝青混合料單軸靜載蠕變恢復試驗結果及分析117
6.4分數階導數瀝青混合料經驗蠕變本構模型120
6.4.1分數階導數經驗蠕變本構模型120
6.4.2模型參數識別121
6.4.3模型驗證122
6.5本章小結123
本章參考文獻124

第7章分數階導數瀝青混合料經驗蠕變本構模型有限元應用126
7.1概述126
7.2基于ABAQUS的分數階導數經驗蠕變本構模型UMAT實現128
7.2.1UMAT子程序簡介128
7.2.2UMAT子程序流程及實現128
7.3單軸靜載蠕變數值模擬結果分析129
7.3.1有限元模型129
7.3.2單軸靜載蠕變數值模擬結果分析130
7.4循環(huán)動態(tài)荷載作用下瀝青混合料車轍預估131
7.4.1有限元模型131
7.4.2荷載模型131
7.4.3車轍試驗有限元模擬132
7.5本章小結133
本章參考文獻134