中国公路学报

作者：颜可珍, 杨胜丰, 黎国凯, 周华, 潘勤学, 吕松涛

单位：1. 湖南大学土木工程学院, 湖南 长沙 410082;2. 长沙理工大学公路工程教育部 重点实验室, 湖南 长沙 410004"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (51778224);Natural Science Foundation of Hunan Province (2020JJ5579)

关键词：道路工程,沥青混合料,本构模型,分数阶导数,动态黏弹性,主曲线

基金：国家自然科学基金项目(51778224);湖南省自然科学基金项目(2020JJ5579)

为了更加精确、全面地表征沥青混合料的动态黏弹性力学特性，基于四参数分数阶导数Zener模型(FDZ)分配微分算子后，分别得到修改五参数分数阶导数模型(MFPFD)和改进五参数分数阶导数模型(IFPFD)的本构方程，并进一步得到了模型的复数模量解析表达式。将复数模量分离实部和虚部得到存储模量、损失模量及损耗因子的系数解析表达式。采用LARE目标函数，基于时温等效原理，构造了3个模型的黏弹函数主曲线，通过拟合优度和目标函数最优值评价模型拟合的效果，并对2种分数阶导数模型进行了对比。研究结果表明：FDZ模型和MFPFD模型黏弹函数呈现相似的性质，说明FDZ模型分配微分算子后黏弹函数的特性未发生变化；IFPFD模型采用1套参数即可较好地表征沥青混合料的所有动态黏弹函数，如存储模量、损失模量、相位角、动态模量、损耗因子及Cole-cole曲线，满足Kramers-Kronig关系；与FDZ模型相比，IFPFD模型增加模型参数<i>β</i>，能够更好地描述损失模量的峰宽和其他黏弹函数的非对称特征。最后，IFPFD模型的参数具有一定的物理意义，而根据数值优化所得的模型参数，能确定参考温度下动态黏弹性分数阶导数的微分方程，且分数阶微分本构方程较为简单，研究结果可为沥青混合料设计和路面动力学分析提供新的思路。

来源：2022年第5期

《中国公路学报》期刊编辑部

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