Phân tích đặc trưng ngưỡng dẻo nhớt của bê tông nhựa thông thường bằng thí nghiệm tốc độ ứng suất không đổi có hồi phục trong miền biến dạng nhỏ
Email:
nhanpt.ncs@hcmute.edu.vn
Từ khóa:
ngưỡng chảy dẻo nhớt, thí nghiệm từ biến tuyến tính – hồi phục, từ biến – hồi phục tổng quát hóa, bê tông nhựa
Tóm tắt
Hư hỏng dạng hằn lún vệt bánh xe được xác định là do sự tích lũy của biến dạng vĩnh cửu (PD) trong mặt đường bê tông nhựa mềm. Do đó, việc mô hình hóa và dự báo chính xác ứng xử PD của vật liệu bê tông nhựa là cần thiết nhằm ngăn ngừa sự hình thành của các vệt hằn lún, giúp đảm bảo an toàn giao thông lâu dài. Không như các vật liệu khác, sự tồn tại và đặc điểm ngưỡng chảy dẻo của vật liệu bê tông nhựa vẫn chưa rõ ràng và còn tranh cãi. Điều này đặt ra một thách thức đáng kể trong việc phát triển các mô hình dự báo chính xác ứng xử PD. Bài báo này trình bày một phương pháp mới để xác định ngưỡng dẻo nhớt áp dụng vào vật liệu bê tông nhựa thông thường trong miền biến dạng nhỏ. Đầu tiên, thuật toán từ biến-hồi phục tổng quát được áp dụng để xác định biến dạng đàn hồi nhớt (VE) và biến dạng dẻo nhớt (VP) của các mẫu trong các thí nghiệm từ biến tuyến tính-hồi phục. Sau đó, sự tồn tại của điểm chảy dẻo được đánh giá dựa trên các đặc tính toán học của đường cong biến dạng VP thu được. Kết quả cho thấy biến dạng VP xảy ra ngay cả trong điều kiện ứng suất cực thấp, do đó củng cố tính hợp lệ của giả thuyết không có ngưỡng chảy dẻo, vốn được chấp nhận rộng rãi đối với vật liệu nhựa đườngTài liệu tham khảo
[1]. Y. Lu, P.J. Wright, Numerical approach of visco-elastoplastic analysis for asphalt mixtures, Computer and Structures, 69 (1998) 139–147.
[2]. W. Cao, Y.R. Kim, A triaxial viscoplastic model with temperature dependence for asphalt concrete permanent deformation, International Journal of Applied Mechanics, 14 (2022) 2250023. https://doi.org/10.1142/S1758825122500235
[3]. H.T.T. Nguyen, Modelling the mechanical behaviour of asphalt concrete using the Perzyna viscoplastic theory and Drucker–Prager yield surface, Road Materials and Pavement Design, 18 (2017) 264–280.
[4]. M.K. Darabi, C-W. Huang, M. Bazzaz, E.A. Masad, D.N. Little, Characterization and validation of nonlinear viscoselastic-viscoplastic with hardening-relaxation constitutive relationship for asphalt mixtures, Construction and Building Materials, 216 (2019) 648–660.
[5]. H. Di Benedetto, N. Mondher, C. Sauzéat, F. Olard, Three-dimensional thermo-viscoplastic behaviour of bituminous materials: The DBN model, Road Materials and Pavement Design, 8 (2007) 285–315. https://doi.org/10.1080/14680629.2007.9690076.
[6]. M. Perl, J. Uzan, A. Sides, Visco-elasto-plastic constitutive law for a bituminous mixture under repeated loading, Transportation Research Record, 911 (1983) 20–27.
[7]. A. Drescher, J.R. Kim, D.E. Newcomb, Permanent deformation in asphalt concrete, Materials in Civil Engineering, 5 (1993) 112–128. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(1993)5:1(112).
[8]. S. Saadeh, E. Masad, D. Little, Characterization of hot mix asphalt using anisotropic damage viscoelastic, viscoplastic model and repeated loading, Materials in Civil Engineering, 19 (2007) 912–924. https://doi.org/10. 1061/(ASCE)0899-1561(2007)19:10(912).
[9]. Y. Zhang, R. Luo, R.L. Lytton, Characterization of viscoplastic yielding of asphalt concrete, Construction and Building Materials, 47 (2013) 671–679.
[10]. Q.T. Nguyen, M.L. Nguyen, H. Di Benedetto, C. Sauzéat, E. Chailleux, T.T.N. Hoang, Nonlinearity of bituminous materials for small amplitude cyclic loadings, Road Materials and Pavement Design, 20 (2019) 1571–1585. https://doi.org/10.1080/14680629.2018.1465452.
[11]. H.T.T. Nguyen, D.L. Nguyen, V.T. Tran, M.L Nguyen, Finite element implementation of Huet–Sayegh and 2S2P1D models for analysis of asphalt pavement structures in time domain, Road Materials and Pavement Design, (2021). https://doi.org/10.1080/14680629.2020.1809501.
[12]. M.M. Alamnie, E. Taddesse, I. Hoff, Advances in permanent deformation modeling of asphalt concrete—A review, Materials, 15 (2022) 3480. https://doi.org/10.3390/ma15103480.
[13]. J.S. Lai, D. Anderson, Irrecoverable and recoverable non-linear viscoelastic properties of asphalt concrete, Highway Res. Rec, 468 (Jan) (1973) 73–88.
[14]. H.T.T. Nguyen, T.T. Do, V.T. Tran, T.N. Phan, T.A. Pham, M.L. Nguyen, Determination of creep compliance of asphalt mixtures at intermediate and high temperature using creep-recovery test, Supplement, Road Mater. Pavement Des, 22 (2021) S514–S535. https://doi.org/10.1080/14680629.2021.1908407.
[15]. V.T. Tran, T.N. Phan, V.T. Tran, T.T. Do, H.T.T. Nguyen, M.L. Nguyen, Development of a generalised creep-recovery test and a back-calculation method for determining the permanent deformation of asphalt mixtures in the time domain, Supplement, Road Mater. Pavement Des, 24 (2023) 55-74. https://doi.org/10.1080/14680629.2023.2180291.
[16]. K.S. Cho, Viscoelasticity of polymers: Theory and numerical algorithms, Springer, Dordrecht, Netherlands, 2016.
[17]. N.W. Tschoegl, The phenomenological theory of linear viscoelastic behavior: An introduction. Springer, New York, 1989.
[18]. G. Sayegh, Contribution à l’étude des propriétés visco-élastiques des bitumes purs et des bétons bitumineux, Doctoral dissertation, Paris: Sorbonne University, France, 1965.
[19]. T.N. Phan, N.H. Nguyen, T.T. Do, H.T.T. Nguyen, M.L. Nguyen, Verification of time-temperature superposition principle for viscoplastic strains of asphalt mixtures obtained from creep-recovery tests in the low-strain regime, Road Materials and Pavement Design, 26 (2025) 958-995. https://doi.org/10.1080/14680629.2024.2390156
[20]. T.T. Do, T.N. Phan, N.H. Nguyen, T.A. Pham, V.T. Tran, H.T.T. Nguyen, Definition and application of linear viscoelastic unit slope response functions for efficiently dealing with piecewise linear excitations on asphaltic materials, Journal of Materials in Civil Engineering, 37 (2025). http://doi.org/10.1061/JMCEE7.MTENG-19208
[21]. J. Uzan, Characterization of Asphalt Concrete Materials for Permanent Deformation, International Journal of Pavement Engineering, 4 (2003) 77-86. http://dx.doi.org/10.1080/1029843031000159327
[2]. W. Cao, Y.R. Kim, A triaxial viscoplastic model with temperature dependence for asphalt concrete permanent deformation, International Journal of Applied Mechanics, 14 (2022) 2250023. https://doi.org/10.1142/S1758825122500235
[3]. H.T.T. Nguyen, Modelling the mechanical behaviour of asphalt concrete using the Perzyna viscoplastic theory and Drucker–Prager yield surface, Road Materials and Pavement Design, 18 (2017) 264–280.
[4]. M.K. Darabi, C-W. Huang, M. Bazzaz, E.A. Masad, D.N. Little, Characterization and validation of nonlinear viscoselastic-viscoplastic with hardening-relaxation constitutive relationship for asphalt mixtures, Construction and Building Materials, 216 (2019) 648–660.
[5]. H. Di Benedetto, N. Mondher, C. Sauzéat, F. Olard, Three-dimensional thermo-viscoplastic behaviour of bituminous materials: The DBN model, Road Materials and Pavement Design, 8 (2007) 285–315. https://doi.org/10.1080/14680629.2007.9690076.
[6]. M. Perl, J. Uzan, A. Sides, Visco-elasto-plastic constitutive law for a bituminous mixture under repeated loading, Transportation Research Record, 911 (1983) 20–27.
[7]. A. Drescher, J.R. Kim, D.E. Newcomb, Permanent deformation in asphalt concrete, Materials in Civil Engineering, 5 (1993) 112–128. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(1993)5:1(112).
[8]. S. Saadeh, E. Masad, D. Little, Characterization of hot mix asphalt using anisotropic damage viscoelastic, viscoplastic model and repeated loading, Materials in Civil Engineering, 19 (2007) 912–924. https://doi.org/10. 1061/(ASCE)0899-1561(2007)19:10(912).
[9]. Y. Zhang, R. Luo, R.L. Lytton, Characterization of viscoplastic yielding of asphalt concrete, Construction and Building Materials, 47 (2013) 671–679.
[10]. Q.T. Nguyen, M.L. Nguyen, H. Di Benedetto, C. Sauzéat, E. Chailleux, T.T.N. Hoang, Nonlinearity of bituminous materials for small amplitude cyclic loadings, Road Materials and Pavement Design, 20 (2019) 1571–1585. https://doi.org/10.1080/14680629.2018.1465452.
[11]. H.T.T. Nguyen, D.L. Nguyen, V.T. Tran, M.L Nguyen, Finite element implementation of Huet–Sayegh and 2S2P1D models for analysis of asphalt pavement structures in time domain, Road Materials and Pavement Design, (2021). https://doi.org/10.1080/14680629.2020.1809501.
[12]. M.M. Alamnie, E. Taddesse, I. Hoff, Advances in permanent deformation modeling of asphalt concrete—A review, Materials, 15 (2022) 3480. https://doi.org/10.3390/ma15103480.
[13]. J.S. Lai, D. Anderson, Irrecoverable and recoverable non-linear viscoelastic properties of asphalt concrete, Highway Res. Rec, 468 (Jan) (1973) 73–88.
[14]. H.T.T. Nguyen, T.T. Do, V.T. Tran, T.N. Phan, T.A. Pham, M.L. Nguyen, Determination of creep compliance of asphalt mixtures at intermediate and high temperature using creep-recovery test, Supplement, Road Mater. Pavement Des, 22 (2021) S514–S535. https://doi.org/10.1080/14680629.2021.1908407.
[15]. V.T. Tran, T.N. Phan, V.T. Tran, T.T. Do, H.T.T. Nguyen, M.L. Nguyen, Development of a generalised creep-recovery test and a back-calculation method for determining the permanent deformation of asphalt mixtures in the time domain, Supplement, Road Mater. Pavement Des, 24 (2023) 55-74. https://doi.org/10.1080/14680629.2023.2180291.
[16]. K.S. Cho, Viscoelasticity of polymers: Theory and numerical algorithms, Springer, Dordrecht, Netherlands, 2016.
[17]. N.W. Tschoegl, The phenomenological theory of linear viscoelastic behavior: An introduction. Springer, New York, 1989.
[18]. G. Sayegh, Contribution à l’étude des propriétés visco-élastiques des bitumes purs et des bétons bitumineux, Doctoral dissertation, Paris: Sorbonne University, France, 1965.
[19]. T.N. Phan, N.H. Nguyen, T.T. Do, H.T.T. Nguyen, M.L. Nguyen, Verification of time-temperature superposition principle for viscoplastic strains of asphalt mixtures obtained from creep-recovery tests in the low-strain regime, Road Materials and Pavement Design, 26 (2025) 958-995. https://doi.org/10.1080/14680629.2024.2390156
[20]. T.T. Do, T.N. Phan, N.H. Nguyen, T.A. Pham, V.T. Tran, H.T.T. Nguyen, Definition and application of linear viscoelastic unit slope response functions for efficiently dealing with piecewise linear excitations on asphaltic materials, Journal of Materials in Civil Engineering, 37 (2025). http://doi.org/10.1061/JMCEE7.MTENG-19208
[21]. J. Uzan, Characterization of Asphalt Concrete Materials for Permanent Deformation, International Journal of Pavement Engineering, 4 (2003) 77-86. http://dx.doi.org/10.1080/1029843031000159327
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
19/05/2026
Nhận bài sửa
16/06/2026
Chấp nhận đăng
11/08/2026
Xuất bản
15/08/2026
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Phan ThànhN., Nguyễn ThịH., & Nguyễn Huỳnh TấnT. (1786726800). Phân tích đặc trưng ngưỡng dẻo nhớt của bê tông nhựa thông thường bằng thí nghiệm tốc độ ứng suất không đổi có hồi phục trong miền biến dạng nhỏ. Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 77(6), 800-813. https://doi.org/10.47869/tcsj.77.6.4
