瀝青混凝土材料的各向異性及其對(duì)路面結(jié)構(gòu)受力的影響.pdf

1、瀝青混凝土材料作為非均勻材料，由于骨料分布的不均勻性以及壓實(shí)過程中所受到的單向荷載作用等因素，瀝青混凝土的材料特性具有一定的方向依賴性，力學(xué)特征在不同方向上也有不同的表現(xiàn)，即具有各向異性的特性。將瀝青混凝土看作均質(zhì)、各向同性的材料，進(jìn)行瀝青路面的分析研究，使得理論分析結(jié)果與實(shí)際有差異。目前對(duì)于瀝青混凝土各向異性的研究，認(rèn)為在垂直于壓實(shí)方向的水平面上的兩個(gè)方向材料特性是相同的，而沿著壓實(shí)方向的垂直方向上材料特性是不同的，即為橫觀各向同性特

2、性。本文以AC-20為研究對(duì)象，通過對(duì)這一級(jí)配的瀝青混合料的各向異性特征分析，來推斷其他級(jí)配瀝青混合料的各向異性特性。
　　 首先，對(duì)瀝青混凝土各向異性的成因進(jìn)行分析。本文從試件在壓實(shí)過程中受單向荷載作用下集料的排列方面，來研究影響瀝青混凝土的各向異性的成因。以旋轉(zhuǎn)壓實(shí)方法成型試件，并切割得到試件的垂直切片，利用圖像處理技術(shù)分析試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，得到各集料顆粒的分布規(guī)律，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到各集料范圍的分布排列與各向異性度的關(guān)系。

3、r>　　 其次，設(shè)計(jì)瀝青混凝土的性能試驗(yàn)。瀝青混凝土隨著荷載和溫度等試驗(yàn)條件的變化，其材料性能會(huì)有明顯的變化，本文采用常用的面層混合料AC-20，通過設(shè)計(jì)試驗(yàn)得到瀝青混凝土不同方向的材料參數(shù)，包括回彈模量、泊松比等，為路面彈性力學(xué)分析確定彈性材料參數(shù)。并建立材料的蠕變模型，回歸分析材料用于蠕變分析的三參數(shù)，為車轍分析確定特定溫度下的材料參數(shù)。
　　 再次，利用試驗(yàn)得到的瀝青混凝土基本材料參數(shù)，結(jié)合有限元分析軟件建立路面計(jì)算模型

4、，代入瀝青混凝土的各向異性材料參數(shù)，計(jì)算在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的路面響應(yīng)情況，并與在各向同性材料參數(shù)條件下得到的路面應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到更符合實(shí)際的路面應(yīng)力結(jié)果。分別設(shè)定面層的回彈模量、泊松比和蠕變參數(shù)的各向異性度，分析在不同的各向異性度作用下，路面內(nèi)部應(yīng)力所受到的影響情況。
　　 最后，利用以上得到的各向異性材料參數(shù)對(duì)于路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力分析結(jié)果，基于現(xiàn)有的瀝青路面設(shè)計(jì)方法，添加各向異性參數(shù)對(duì)瀝青路面設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，并通過一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)