|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Реологічні властивості асфальтобетонуАсфальтобетон є пружньо-в'язко-пластичним матеріалом. В залежності від стану і умов формування в ньому можуть проявлятися або переважно пружні властивості або, головним чином, в'язко-пластичні. В напружено-деформованому стані асфальтобетон проявляє комплекс складних властивостей: пружність, пластичність, повзучість, релаксацію напружень, накопичення деформацій при багаторазовому прикладанні навантаження тощо. В залежності від виявлення тих чи інших властивостей до асфальтобетону застосовуються закони, що витікають з теорії пружності або теорії пластичності. Проте, з погляду на залежність багатьох властивостей матеріалу від часу, вважається доцільним застосування до асфальтобетону теорії повзучості, яка додатково оперує незалежною перемінною - часом. Детальний розгляд умов роботи а/бетону вимагає врахування такої важливої його властивості, як релаксація напружень. Релаксація напружень - це процес зниження напружень в часі в деформованому тілі при незмінній деформації. У цьому зв'язку необхідно зауважити, що прояв а/бетоном властивостей пружного або в'язкого тіла залежить тільки від співвідношення між часом дії навантаження і часом релаксації напружень. Знання структурно-механічних характеристик а/бетону дозволяє прогнозувати поведінку матеріалу в різних умовах роботи і, зокрема, його деформації при найбільш високих і низьких експлуатаційних температурах. Структурно-механічні властивості можна характеризувати кінетикою розвитку деформацій. Найбільш достовірні результати можна отримати при випробуванні матеріалу в умовах чистого однорідного зсуву під дією постійного напруження. При постійно діючих напруженнях розвиток деформацій в часі в пружньо-пластичному матеріалі залежить від величини напруження. Тут можна виділити два випадки. 1. Коли діюче напруження () достатньо мале і менше границі пружності або границі текучості ( < k). В цьому випадку в деформованому тілі розвиваються тільки оборотні деформації двох типів: а) чисто пружня деформація (E0), що підпорядковується закону Гука, розповсюджується в матеріалі із швидкістю звуку після прикладання навантаження і з такою ж швидкістю спадає після зняття навантаження; б) деформація пружної післядії (Ee) повільно розвивається після прикладання навантаження і так само повільно спадає після зняття напруження. Цю деформацію іноді ще наз. деформацією уповільненої пружності або еластичності. В даному випадку, коли < k, після зняття навантаження початкова геометрична форма тіла повністю відновляється. Характер кривої "деформація-час" зображений на рис. 12,а.
А) б)
P = 0 P = 0
T t Рис. 12. Розвиток деформацій в а/бетоні при напруженнях. а) менше границі текучості; б) більше границі текучості.
2. Коли діюче напруження () перевищує границю текучості, але менше граничного напруження tm, що викликає руйнування матеріалу, тобто k < <m. В цьому випадку в деформованому тілі при достатньо тривалому прикладанні навантаження, крім розглянутих вище, додатково з'являється третій тип деформації - деформація в'язкості і пластичної течії, яка є необоротною. Після розвитку пружної і еластичної деформацій в деформованому тілі спостерігається період стаціонарної течії матеріалу з постійною швидкістю = d/dt. Тому незворотна (залишкова) деформація буде постійно зростати і для любого відрізку часу періоду стаціонарної течії складе: зап = * 1 (3.5) Характер кривої "деформація-час" для даного випадку зображений на рис. 12, б.
Структурно-механічні властивості а/бетону можна найбільш повно охарактеризувати наступними константами матеріалу: 1. МОДУЛІ ПРУЖНОСТІ: а) умовно миттєвий (початковий) модуль пружності характеризує міцність зв'язків матеріалу: Е1 = /0 (3.6) б) модуль еластичності характеризує здатність матеріалу до пружної післядії: Е = /е (3.7) в) рівноважний модуль заміняє Е1 та Е2 в тих випадках, коли неможливе чітке розмежування пружної та еластичної деформацій: Е = /m, (3.8) де m = 0 + е. 2. ВЯЗКОСТI. а) найбільша гранична в'язкість (ньютонівська) характерна для деформування при достатньо малих напруженнях зсуву - 0; б) найменша в'язкість характерна для області повністю зруйнованої структури (практично постійна) - m. Для твердо подібних матеріалів характерна велика різниця між величинами 0 і m. Для структурованих рідин, навпаки, ця різниця відносно невелика; в) ефективна (структурна) в'язкість залежить від величини напруження і відображає всю складність процесу течії матеріалу: (3.9) г) пластична в'язкість (бінгамова) застосовується при вирішенні задач теорії пластичності: (3.10) г) в'язкість пружної післядії дозволяє характеризувати швидкість зростання еластичної деформації: (3.11) 3. ЧАС РЕЛАКЦІЇ НАПРУЖЕНЬ. Серед дорожньо-будівельних матеріалів а/бетон є найбільш яскравим представником матеріалів, що релаксують. Причиною релаксації матеріалу є внутрішня течія. При незмінній досягнутій деформації внутрішня течія послаблює напруження таким чином, що з часом вимагається все менше зусилля для підтримання зразка в деформованому стані. Основним для характеристики процесу релаксації є час, протягом якого напруження спадає на повну (значну) величину. Для а/бетону час релаксації, в основному, залежить від в’язкості. Із збільшенням температури разом із зменшенням в’язкості зменшується і час релаксації а/бетону. Вияв а/бетоном пружніх або в’язких властивостей залежить тільки від співвідношення між часом дії навантаження і часом релаксації напружень. Якщо час дії навантаження значно менше часу релаксації, то матеріал поводить себе як ідеально пружній. І навпаки, якщо час навантаження значно більший за час релаксації, то матеріал проявляє властивості в’язкої рідини. Якщо ці величини одного порядку, то матеріал поводить себе як пружньо-в’язкий: одночасно спостерігаються пружність і течія. Відповідно до суттєвого зростання в’язкості а/бетону зимою та її падіння влітку при високих температурах спостерігається і відповідна поведінка матеріалу. На основі отриманих значень в'язкості і модулів пружності та еластичності можна визначити: а) максвеллову константу часу релаксації: t1 = 0/E; б) час пружної післядії: t2 = 2/E. 4. ГРАННИЦЯ ТЕКУЧОСТІ характеризує міцність структури системи. В твердо подібних тілах границя текучості відповідає напруженню, при якому різко падає значення ефективної в'язкості. Для виведення розрахункових рівнянь в реології використовується метод аналогії, тобто застосовуються рівняння механічних моделей деяких фізичних тіл. Найбільш близька до механічних властивостей а/бетону модель Богуславського (рис. 13). В цій моделі елементи Максвела і Кельвіна, що з'єднані паралельно, описують пружньо-в'язкі властивості а/бетону, а елемент Сен-Венана - пластичні властивості.
Рис. 13 Модель Богуславського
Розглянуті вище константи і реологічна модель дають можливість всебічно і об'єктивно описати властивості бітумів і а/бетонів. За такими незалежними одна від одної інваріантними характеристиками можна об'єктивно оцінювати і порівнювати між собою різні види бітумів і а/бетонів. Таким чином, ці константи можуть слугувати і критеріями при регулюванні їх властивостей. Необхідно відзначити, що не завжди потрібно визначати всі вказані константи. В залежності від вимог достатньою може бути одна або декілька з них. Важливим для оцінки якості бітумів і а/бетонів є визначення залежності основних констант від температури в діапазоні, обумовленому реальними умовами роботи дорожніх покриттів, а також виявлення змін у значеннях констант у часі в зв'язку з процесами старіння. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.) |