基于細(xì)觀結(jié)構(gòu)的大孔隙環(huán)氧瀝青混合料強(qiáng)度機(jī)理研究.pdf

1、瀝青混合料由離散剛體和連續(xù)粘性膠結(jié)介質(zhì)組成，為典型的多相復(fù)合體材料。一直以來，有關(guān)瀝青混合料的研究均局限于現(xiàn)象學(xué)的經(jīng)驗(yàn)方法，即通過大量的假設(shè)及實(shí)驗(yàn)，從宏觀角度研究瀝青混合料的各種性能。這種方法不僅耗時耗資，而且結(jié)果的變異性較大，再現(xiàn)性差，使混合料性能與材料設(shè)計(jì)體系之間存在較大差距。瀝青混合料宏觀力學(xué)行為表現(xiàn)的不規(guī)則性、不確定性等特征，正是其細(xì)觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的反應(yīng)。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件水平的不斷提高，混合料細(xì)觀結(jié)構(gòu)的研究成為可能，在數(shù)值模擬與實(shí)

2、際瀝青混合料結(jié)構(gòu)具有近似的物理?xiàng)l件下，數(shù)值模擬可以取代部分試驗(yàn)，并且能夠避開試驗(yàn)中各種因素對于試驗(yàn)結(jié)果的影響，用來研究瀝青混凝土材料的力學(xué)性能。
　　 在此背景下本文以大孔隙環(huán)氧瀝青混合料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析為主線，從瀝青混合料設(shè)計(jì)到瀝青混合料內(nèi)部結(jié)構(gòu)識別，進(jìn)而建立大孔隙環(huán)氧瀝青混合料細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型，揭示大孔隙環(huán)氧瀝青混合料細(xì)觀結(jié)構(gòu)內(nèi)部集料、瀝青膠漿、空隙之間的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)與宏觀力學(xué)強(qiáng)度的相互關(guān)系。本文的主要研究結(jié)論如下：
　　

3、 (1)通過析漏試驗(yàn)和飛散試驗(yàn)確定大孔隙環(huán)氧瀝青混合料的最佳油石比為5.1％，在此基礎(chǔ)上對混合料的宏觀體積參數(shù)和和高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性等性能進(jìn)行研究，研究表明大孔隙環(huán)氧瀝青混合料具有良好的力學(xué)性能，為后續(xù)瀝青混合料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)研究提供了載體。
　　 (2)通過數(shù)字圖像處理技術(shù)獲取了大孔隙環(huán)氧瀝青混合料試件斷面具有可幾何交換格式(．dxf)的文件；通過面積級配理論對混合料細(xì)觀級配分布進(jìn)行研究，研究表明，圖像級配可以較好的

4、反映實(shí)際級配狀況，為基于數(shù)字圖像處理的有限元仿真建模提供了理論基礎(chǔ)。
　　 (3)基于數(shù)字圖像處理技術(shù)建立了瀝青混合料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型，通過細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型分別對大孔隙環(huán)氧瀝青混合料劈裂試驗(yàn)細(xì)觀、宏觀模量，瀝青混合料細(xì)觀結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，劈裂試驗(yàn)細(xì)觀、宏觀混合料試件裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展過程進(jìn)行研究，研究表明數(shù)值模擬結(jié)果與室內(nèi)宏觀試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，誤差較小；細(xì)觀結(jié)構(gòu)數(shù)值仿真模型可以較好的模擬大孔隙環(huán)氧瀝青混合料的宏觀力學(xué)性能。
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