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要点回首:基于AMPT的沥青混淆料黏弹性连续介质损伤力学模型及应用高级培训班纪实
宣布时间:2023-07-17 浏览次数:13850 来源:尊龙凯时人生就是博

2023年7月10-11日,尊龙凯时人生就是博仪器设备中国有限公司继参展第13届门路与机场路面技术国际集会(ICPT)后,又与第13届门路与机场路面技术国际集会(13th ICPT)组委会在北京工业大学联合主办了“基于AMPT的沥青混淆料黏弹性连续介质损伤力学模型及应用高级培训班”。此次培训班我们有幸在北京工业大学王超教授的资助下,邀请了美国北卡罗来纳州立大学的Y. Richard Kim教授在2天的时间内,从理论到应用,全面的介绍了基于AMPT的沥青混淆料性能评价体系。并邀请长安大学吴永畅老师进行了专业的翻译,让所有学员能够完整、准确的接收Kim教授教授的知识。

此次运动是尊龙凯时人生就是博自2019年在广州推广BMD平衡混淆料设计与性能评价要领运动后,时隔3年疫情,再次举办的,面向未来的新一代沥青路面技术的学术推广运动。此次集会共有全国各地50名左右学员加入,在2天的培训中,再一次为中国门路工程研究水平的进步撒下了希望的种子。


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图1:培训班会后合影


在Kim教授的讲授中,让我们体会最深的是:整套“基于AMPT”的沥青混淆料性能评价体系是很是务实的,创立这套体系的目标就是在工程中能够应用。制件尽可能简单,试验时间尽可能短,所需要的设备尽可能少、价格尽可能低,操作尽可能简单,并有基于同一个理论的体系的,从设计,到评价,以及最终工程验收的指标体系。为了抵达这种目标,目前已经开发了AMPT沥青混淆料性能试验仪的硬件,FlexTM软件套装(包括FlexMATTM指标盘算工具,FlexPAVETM剖析工具和FlexMIXTM配合比设计工具)以及AASHTO试验要领。


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图2:PASSFlexTM系统流程

在整套体系中,AMPT是其中的焦点设备。目前,我国已引进AMPT沥青混淆料试验仪30套左右,但仍停留在研究领域,试验功效大都只使用了动态模量和流值试验功效。(这是由于早期设备功效,及试验要领不完善所导致的)如今,在完整的体系框架中,AMPT可以更完整的沥青混淆料的性能进行评价,完成表1中的事情。


表1:AMPT在性能规范体系中的应用规模

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这其中,有几点是值得我们关注的:

循环直接拉伸疲劳试验(或S-VECD试验,即简单黏弹性循环损伤试验)。

目前,我国在评价沥青混淆料的疲劳寿命时,首选的试验要领是棱柱体小梁四点弯曲疲劳试验(JTG E20-2011 T0739)。这种基于应变的疲劳性能模型获得一条完整的疲劳曲线应选择3个或以上的试验水平,且疲劳寿命次数宜笼罩几千次到几百万次的规模。由于这种试验要领所需的时间实在太长了,所以在实际的工程中是险些很少实用的,大都情况下用于比较差别质料的疲劳性能,证明新质料的耐疲劳性能比原有的更好。(一个类似的情况是法国标准的沥青混淆料设计要领也由于试验时间太长而推广困难)

注释:

① 基于应变的疲劳性能模型:

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k1,k2k3是需要通过试验求解的。


相比之下,基于S-VECD模型的循环疲劳试验只需要在3个温度条件下丈量混淆料的动态模量,选用1个测试温度,1个试验频率以3种应变幅值来进行疲劳试验,整套试验只需6次试验,可以在2天内完成,加上2-3天的试验准备(混淆料拌和,成型,钻芯,切割,粘贴等事情)以及1-2个小时的数据处理和剖析,所有事情可以在5天内完成,是真正有前途在工程上进行应用的疲劳寿命试验要领。


表2:古板疲劳试验要领与循环直接拉伸疲劳试验的比较

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注释:

② 轮碾压实仪需要能够成型长边400mm甚至更长(切割)的趁魅辙板试件,这意味着一般实验室中原有的轮碾压实仪无法满足要求。(海内古板轮碾压实仪专为成型300mm×300mm趁魅辙板设计)

小尺寸试件试验。

以往,我们在开展动态模量和直接拉伸疲劳试验研究时,通常选用的试件尺寸是直径100mm,高度150mm(130mm)的圆柱体试件。但凭据代表性体积单位研究的结果,我们在集料最至公称粒径≤19.0mm时,可以选择使用小试件来进行动态模量和直接拉伸疲劳试验。因此,海内各单位可以借鉴,并开展小试件试验的相关研究。


表3:巨细试件的试验效率比照

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注释:

③ S-VECD试件为进一步提高试件在差别高度上平均空隙率的一致性,要比动态模量试件的高度更小。

④ 能够代表质料性能的试验最小尺寸要求。


应力扫描趁魅辙试验

我们评价沥青混淆料的抗趁魅辙性能一般都是使用趁魅辙试验。但趁魅辙试验是一种经验试验要领,与我们生长基于力学模型的试验要领生长思路相悖;同时,在某些情况下,这种经验性的试验要领可能会获得与实际情况相反的试验结果,对事情爆发过失的指导。例如:SMA是具有很是好的抗趁魅辙性能的,但在进行国标趁魅辙试验时,趁魅辙深度反而会变大。因此,Kim等人开发了基于力学模型(如图14)的应力扫描趁魅辙(SSR)试验要领,通过改变应力水平和温度来模拟差别层位的变形,并累计获得总的永久变形量。该要领目前已经形成了美国的暂行试验标准AASHTO TP134。


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图3:应力扫描趁魅辙试验原理

试验划分在两种试验温度下进行,使用加载-松弛的波形进行循环加载。加载时间为0.4s,变形恢复时间在高温时选用3.6秒,低温时选用1.6秒。围压选用69kPa,轴向偏应力划分选用483kPa,689kPa和896kPa三种,通过纪录轴向应变来进行盘算剖析。


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图4:应力扫描趁魅辙试验的加载形式


CONTROLS

关于AMPT沥青混淆料性能试验仪

AMPT沥青混淆料性能试验仪最早由澳大利亚IPC公司在2002年开始研发,最初的名称为SPT简单性能试验机,在开发完成后,更名为AMPT沥青混淆料性能试验仪并沿用至今。意大利CONTROLS集团在2014年收购澳大利亚IPC后,继续了AMPT的产品线并进行了进一步生长,目前形成AMPTPRO(液压)和AMPTQUBE(电动)两种型号。(AMPTQUBE旨在通过更低的价格笼罩更多的用户群体)


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图5:AMPT的生长历程

目前,全美已有AMPT近200台,美国FHWA,FAA,北卡,NCAT,TTI等路面研究的权威机构,绝大大都的交通部都是CONTROLS-IPC的AMPT用户。NCHRP,AASHTO等相关课题研究,试验规范,技术标准的编写,以及软件的开发险些都是以CONTROLS-IPC的AMPT为基础的。AMPT的试验数据可以存储为切合FlexMATTM盘算程序要求的花样,直接导入进行盘算剖析。后续直接与FlexPAVETM设计软件和FlexMIXTM配合比设计软件对接。因此,可以说:选用CONTROLS-IPC的AMPT,可以包管时刻与美国的最新研究结果对接,坚持先进的研究水平。


目前两个版本的AMPT主要技术规格如下:

型号

AMPTPRO

AMPTQUBE

图片

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动力

液压

电动

加载能力

静态 19kN

动态 17kN

静态 10kN<0.1Hz

动态 15kN≥0.1Hz

控温规模

-10℃~+70℃

+2℃~+60℃

围压巨细

0~225kPa

试验要领

AASHTO T378 动态模量和流值

AASHTO T400 S-VECD 简单黏弹性循环损伤疲劳

AASHTO TP132 动态模量(小试件)

AASHTO T411 S-VECD 简单黏弹性循环损伤疲劳(小试件)

AASHTO TP134 SSR应力扫描趁魅辙

AASHTO T393 SCB常温半圆弯曲

AASHTO TP131 IDT间接拉伸动态模量

ASTM WK26816/Tex-248-F Overlay罩面层反射裂缝

AASHTO TP116 iRLPD递增荷载永久变形

产品彩页下载

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结语

此次AMPT的技术培训运动获得了所有学员的一致高度认可。我们也很是兴奋能够资助海内用户提高专业水平,充分挖掘设备潜能,增进行业技术标准和地方技术标准的更新。同时,与用户配合举办此类技术推广运动也是我们的兴趣所在,希望有时机与其他用户再次开展类似的技术推广运动。


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图6:AMPT技术培训班授课中

注明:

  1. 本文的图片素材来自于Y. Richard Kim教授的授课教材,NCHRP研究报告,AASHTO试验规范,以及CONTROLS-IPC的产品宣传质料。

  2. 如需了解更多技术文件的详细内容,请与尊龙凯时人生就是博联系。

  3. 有关AMPT的更多资料,视频,技术规格等质料可以在尊龙凯时人生就是博官网进行下载。


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