考慮顆粒相互作用的瀝青混合料細觀力學(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)理論與宏觀試驗方法，這種宏觀尺度的分析方法不能揭示瀝青混合料細觀非均勻性引起的損傷機制，如材料內(nèi)部微裂紋的滋生與擴展，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)建基于細觀尺度的瀝青混

2、合料細觀力學(xué)模型，可建立材料宏觀路用性能與細觀結(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化設(shè)計具有重要意義。
　　本文為建立精確適用瀝青混合料的細觀力學(xué)模型，首先，綜述了瀝青混合料細觀力學(xué)模型研究進展，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，為進一步研究提供指導(dǎo)。其次，選取5種研究常用細觀力學(xué)模型，開展了多模型、多尺度、

3、全頻域瀝青混合料有效動態(tài)模量預(yù)測的適用性驗證，并分析得出考慮顆粒相互作用對構(gòu)建瀝青混合料細觀力學(xué)模型重要性。再次，通過引入表征顆粒整體作用強弱的參數(shù)，對考慮顆粒相互作用的細觀力學(xué)J-C模型進行了簡化，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)剪切模量的細觀力學(xué)模型。最后，提出了兩種描述瀝青混合料細觀結(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