粗集料洛杉磯磨耗虛擬試驗方法的研究.pdf

1、基于洛杉磯磨耗試驗的粗集料磨耗值是道路建材設計最為重要的力學指標之一。為分析導致粗集料磨耗值改變的主要因素，論文采用離散單元法進行試驗的仿真分析。研究中，采用能量跟蹤方法，在三維顆粒流程序PFC3D平臺上，二次開發(fā)了離散球體運動分析程序，通過跟蹤單元體在指定時步內能量的分析，確定了集料顆粒的狀態(tài)變化，并聯(lián)系量化模擬計算結果，討論了影響粗集料磨耗程度的試驗條件和集料微觀屬性，在以下四個方面進行了初步探討:
　　第一，分析了在洛杉磯磨

2、耗試驗中，粗集料破碎和磨耗損失過程中的能量轉化機理，確定了虛擬試驗以能量改變作為集料破碎的評判指標，驗證了集料的相互作用力和摩擦力對磨耗損失的巨大影響，發(fā)現(xiàn):在磨耗試驗中，集料磨耗損失主要源于鋼球與集料顆粒之間的相互碰撞、滾壓和微量磨損作用。
　　第二，利用PFC3D商用軟件，建立了粗集料洛杉磯磨耗虛擬試驗模型，并通過跟蹤集料單元能量在試驗過程中的適時變化，分析了集料與集料、集料與鋼球間的能量傳遞，提出了磨耗能量再分配的數(shù)值模擬實

3、現(xiàn)方法，即:基于單元體能量守恒原則，按指定的能級分配峰值能量，并與顆粒粒度和運動速度指標相聯(lián)系，為磨耗虛擬試驗提供了可行的實施路徑。
　　第三，采用沖擊試驗分析了粗集料在沖擊作用下的碎化過程，并以石屑破碎百分率的變化作為粗顆粒體積減小評估指標，經(jīng)反算得到粗顆粒體積變化率與沖擊能量的關系，從而實現(xiàn)了粗集料磨耗的量化表述。
　　第四，以鋼球數(shù)量、粗集料的強度及剛度為變化量，結合洛杉磯實體試驗，對瀝青混合料所采用的典型集料進行了數(shù)

4、值仿真分析，發(fā)現(xiàn):
　　1)在洛杉磯磨耗試驗中，鋼球是對集料實施磨耗作用的磨耗工具，也是傳遞磨耗能量的介質體，對集料的磨耗起控制作用。在鋼球作用下，集料因沖擊、剪切而發(fā)生破壞產生的磨耗損失量是集料純磨耗下?lián)p失量的6倍以上。
　　2)顆粒的接觸剛度集中反映材料的強度，對集料磨耗損失程度不可忽略的影響。隨著顆粒接觸剛度的增加，材料表現(xiàn)的宏觀耐磨性也隨之提高，并具有較強抵抗摩擦、抗撞擊的能力。對比實體試驗，發(fā)現(xiàn)具有更高強度的玄武巖