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行业洞察

沥青混合料两步热应力计算方法的改进研究项目：扩展蠕变柔量试验丨DTS-30 应用

发布日期：

2026-08-18

摘要

长安大学公路学院、密苏里科技大学土木建筑与环境工程系在学术期刊《Materials》发表了题为 Improved Research on Two-Step Thermal Stress Calculation Method for Asphalt Mixture：Extended Creep Compliance Test （沥青混合料两步热应力计算方法的改进研究项目：扩展蠕变柔量试验）的学术文章。本研究项目依托意大利MATEST(澳大利亚 Pavetest) 公司制造的 DTS-30 多功能路面材料动态测试系统，对沥青混合料的蠕变柔量D(t)进行测试。

沥青混合料两步热应力计算方法的改进研究项目：扩展蠕变柔量试验丨DTS-30 应用

https://doi.org/10.3390/ma17122939

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论文摘要

两步热应力计算法，是预测沥青混合料开裂温度的常用方法。本研究项目的目的是改进TTSCM的数学模型，以提高其预测精度。首先，本研究项目通过热应力约束试件试验(TSRST)评估了AC-16和AC-25沥青混合料原始TTSCM预测开裂温度的误差。然后，开发了一种称为扩展蠕变柔量试验(ECCT)的改进方法来修正TTSCM。试验结果表明，原TTSCM的开裂预测并不总是准确的。特别是对于AC-16沥青混合料，预测开裂温度比TSRST测量值高2.9°C(10.6%)。ECCT方法已被证明是提高TTSCM预测精度的有效方法。由ECCT方法修正的两种沥青混合料的预测开裂温度相对准确，误差在2%以内。ECCT方法改变了TTSCM不同温度下的计算热应力值；然而，它们仍然符合初始温度和冷却速率的基本变化趋势。最后，提出了关于ECCT方法的建议。

试验使用仪器设备

本研究项目使用 DTS-30 多功能路面材料动态测试系统，开展沥青混合料的蠕变柔量D(t)试验。

研究项目结论

本研究项目采用了AC-16和AC-25沥青混合料的TTSCM，并用TSRST验证了预测结果的准确性。此外，开发了ECCT方法以提高预测精度。最后，对ECCT方法进行了深入的分析和建议。从这项研究项目中得出以下结论：

(1)对于特定的条件和材料，原始的TTSCM会产生不准确的预测结果。例如，在本研究项目中，使用该方法预测的AC-16沥青混合料的开裂温度为26.4°C，比TSRST的测量值高2.9°C(10.6%)。

(2)本研究项目发展了一种ECCT方法，通过在修正的GM模型中加入高温下的蠕变柔量数据来提高TTSCM的预测精度。该研究项目表明，AC-16和AC-25沥青混合料的ECCT法修正的预测开裂温度均在2%的误差范围内，这意味着具有较高的精度。

(3)ECCT方法可以在高温下增加预测的热应力，但在低温下可以减小热应力。然而，使用该方法修正的预测热应力符合关于初始温度和冷却速率的共同变化模式。最后，建议扩展松弛模量试验的添加温度与TTSCM的初始温度一致，蠕变柔量的时间跨度应大于TTSCM的时间间隔。

本研究项目增设了一个条件，即初始温度为20°C，冷却速率为10°C/h，以进行验证。未来的研究应包括根据各种计算条件对TTSCM的计算热应力数据进行多尺度分析。此外，这项研究项目只使用了一个数学模型，GM模型，因此，未来的研究项目应该验证ECCT方法在其他数学模型上的可用性(如Christensen–Anderson–Marasteanu模型）

备注：论文摘要及研究项目结论等内容为论文原文的中文译文，仅供快速参考；若遇语义或技术细节歧义，请以英文原文为准。完整研究项目内容、参数取值及验证数据请查阅原文。

DTS-30 30kN 多功能路面材料动态测试系统