沥青混合料在高温环境下校之虎克定律的偏差表现

1.粘弹性行为增强方面的偏差

   应变的时间依赖性

   在虎克定律中，应变是对应力的即时响应，应力与应变之间是瞬时的线性关系。然而，在高温环境下的沥青混合料，由于其粘弹性特性凸显，当施加一个恒定应力时，应变不是瞬间达到一个固定值。例如，在一个拉伸试验中，对沥青混合料施加一个恒定的拉力（应力），应变会随着时间不断增长。刚开始时应变增长较快，随着时间的推移，应变增长速度逐渐减慢，但仍会持续增加，这与虎克定律中应变瞬间确定的情况完全不同。

   应力松弛特性

   虎克定律描述的弹性体在应力作用下应变保持不变（在应力不变的情况下）。但高温下的沥青混合料会出现应力松弛现象。例如，当对沥青混合料施加一个初始应变并保持不变时，所需要维持这个应变的应力会随着时间而减小。这是因为沥青混合料在高温下的粘性成分使得材料内部的应力会逐渐被“松弛”掉，这种应力随时间的变化不符合虎克定律。

2.弹性模量变化方面的偏差

   弹性模量随温度降低

   按照虎克定律，弹性模量 E=σ/ε 对于给定的弹性材料是一个常数。但对于高温下的沥青混合料，其弹性模量会随着温度的升高而显著降低。在相同的应力水平下，与常温时相比，高温下的沥青混合料会产生更大的应变。例如，假设在常温下对沥青混合料施加一定应力  σ1 时，根据其常温弹性模量 E1 ，应变 ε1=σ1/E1 。当温度升高到高温状态时，弹性模量变为 E2 （ E2 < E1 ），此时施加相同应力 σ1 ，应变ε2=σ1/E2 ，且 ε2>ε1 ，这与虎克定律中弹性模量不变的假设相违背。

3.应力 - 应变曲线非线性方面的偏差

   低应力下的近似线性与高应力下的偏离

   在虎克定律中，应力 - 应变关系是线性的，即 σ = Eε 。对于高温下的沥青混合料，在低应力水平时，应力 - 应变曲线可能近似为直线，表现出一定的线性弹性特征，似乎符合虎克定律。但随着应力水平的提高，曲线开始明显向下弯曲，偏离线性关系。例如，在一个应力 - 应变试验中，当应力较小时，应变随应力的增加近似按照一定比例变化；但当应力增大到一定程度后，应变的增加速度比按照线性关系预测的要快得多，这表明在高应力下沥青混合料的变形行为与虎克定律所描述的线性关系存在很大偏差。

   不同温度下曲线的变化

   在不同的高温温度下，沥青混合料的应力 - 应变曲线也有不同的表现。较高温度下的曲线比相对较低温度下的曲线更加弯曲，偏离线性关系更严重。这是因为温度越高，沥青混合料的粘性成分作用越明显，其力学行为与虎克定律的差异就越大。