瀝青混合料抗剪特性的多尺度研究.pdf

1、車轍作為高等級(jí)瀝青路面主要病害，嚴(yán)重影響行車舒適性和交通安全。已有研究表明，采用三軸剪切試驗(yàn)可以方便地得到混合料的抗剪強(qiáng)度，能夠明顯區(qū)分不同混合料的抗車轍能力。瀝青混合料是具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的非勻質(zhì)復(fù)合材料體系，從其細(xì)觀結(jié)構(gòu)入手，建立數(shù)值模型對(duì)其力學(xué)性能和破壞過(guò)程進(jìn)行研究，已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究瀝青混合料力學(xué)性能的主要研究方法之一。在諸多細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析方法中，離散單元方法(DEM-Discrete Elements Method)在處理散體等非連

2、續(xù)介質(zhì)力學(xué)問(wèn)題上具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。本文采用三軸剪切試驗(yàn)方法對(duì)瀝青混合料的抗剪特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室宏觀試驗(yàn)研究，并基于離散元方法應(yīng)用PFC2D軟件對(duì)三軸剪切試驗(yàn)建模，對(duì)瀝青混合料的抗剪特性進(jìn)行細(xì)觀數(shù)值模擬分析。宏觀試驗(yàn)為細(xì)觀模擬提供依據(jù)并驗(yàn)證細(xì)觀模擬的正確性；細(xì)觀模擬為宏觀試驗(yàn)提供簡(jiǎn)化的預(yù)測(cè)模型，更方便地評(píng)價(jià)瀝青混合料的抗剪特性。本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51078089，基于不連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的瀝青混合料剪脹行為研究)從多尺度角度來(lái)研究瀝青混

3、合料的抗剪特性。
　　 首先采用三軸剪切試驗(yàn)方法分析瀝青混合料的強(qiáng)度特征、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，從宏觀試驗(yàn)角度評(píng)價(jià)不同類型瀝青混合料的抗剪切特性，分析溫度、級(jí)配類型、瀝青性質(zhì)、瀝青含量等因素對(duì)混合料抗剪強(qiáng)度的影響，提出提高混合料高溫性能的建議。
　　 其次基于離散元方法應(yīng)用PFC2D軟件對(duì)三軸剪切試驗(yàn)建模，從細(xì)觀模擬角度實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青混合料三軸剪切試驗(yàn)的模擬，建立多種工況下的虛擬三軸剪切試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并將結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分