考慮顆粒相互作用的瀝青混合料細(xì)觀力學(xué)模型.pdf

1、瀝青混合料是一種由瀝青結(jié)合料、集料、瀝青/集料界面相、微裂紋和空隙組成的多相非均勻復(fù)合材料，其力學(xué)性能極大依賴于材料復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而這又由組分材料的性能、形狀、尺寸及組成比例所決定。傳統(tǒng)的瀝青混合料力學(xué)性能及損壞機(jī)理分析方法主要包括連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論與宏觀試驗(yàn)方法，這種宏觀尺度的分析方法不能揭示瀝青混合料細(xì)觀非均勻性引起的損傷機(jī)制，如材料內(nèi)部微裂紋的滋生與擴(kuò)展，材料非均勻性導(dǎo)致的微損傷以及應(yīng)力集中引起的局部破壞。構(gòu)建基于細(xì)觀尺度的瀝青混

2、合料細(xì)觀力學(xué)模型，可建立材料宏觀路用性能與細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的定量關(guān)系，對瀝青路面材料多尺度分析與精細(xì)化設(shè)計(jì)具有重要意義。
　　本文為建立精確適用瀝青混合料的細(xì)觀力學(xué)模型，首先，綜述了瀝青混合料細(xì)觀力學(xué)模型研究進(jìn)展，并從力學(xué)理論和具體應(yīng)用兩個角度，將瀝青混合料細(xì)觀力學(xué)模型構(gòu)建中的關(guān)鍵難題，凝練為對顆粒效應(yīng)、尺寸效應(yīng)、界面效應(yīng)和粘彈效應(yīng)四個基本力學(xué)問題的求解，為進(jìn)一步研究提供指導(dǎo)。其次，選取5種研究常用細(xì)觀力學(xué)模型，開展了多模型、多尺度、

3、全頻域?yàn)r青混合料有效動態(tài)模量預(yù)測的適用性驗(yàn)證，并分析得出考慮顆粒相互作用對構(gòu)建瀝青混合料細(xì)觀力學(xué)模型重要性。再次，通過引入表征顆粒整體作用強(qiáng)弱的參數(shù)，對考慮顆粒相互作用的細(xì)觀力學(xué)J-C模型進(jìn)行了簡化，并基于彈性粘彈性對應(yīng)原理，給出了預(yù)測瀝青膠漿有效復(fù)數(shù)剪切模量的細(xì)觀力學(xué)模型。最后，提出了兩種描述瀝青混合料細(xì)觀結(jié)構(gòu)特性的徑向分布假設(shè)，均勻分布和P-Y分布，推導(dǎo)了細(xì)觀力學(xué)J-C模型在兩種假設(shè)分布下的有效模量精確預(yù)測公式。通過假設(shè)瀝青混合料為