基于離散元方法的瀝青混合料勁度模量虛擬試驗研究.pdf

1、一直以來，由于分析工具的限制，有關瀝青混合料的研究均局限于基于現(xiàn)象學的經(jīng)驗方法，即通過大量的假設及實驗，從宏觀角度分析和研究瀝青混合料的各種性能。 這種方法不僅耗時耗資，且結果的變異性較大，再現(xiàn)性差，使瀝青混合料路用性能與材料設計體系之間存在較大差距。 本文將瀝青混合料作為由碎石料和瀝青瑪蹄脂(礦粉+瀝青+空隙)組成的兩相體系，從瀝青瑪蹄脂的力學特性研究出發(fā)，以基于虛擬試驗的瀝青混合料微觀力學分析為目標，采用離散單元方法

2、，根據(jù)各相的幾何及物理信息，運用隨機生成多面體(三維)或多邊形(二維)技術重構其微觀結構，建立微觀力學模型，進行瀝青瑪蹄脂、級配礦料及瀝青混合料的力學試驗研究，以獲得模型參數(shù)及驗證微觀結構模型的可靠性，通過數(shù)值模擬預測瀝青混合料的勁度模量和各參數(shù)對其力學性質的影響。 本文方法克服了傳統(tǒng)數(shù)字重構的局限性，實現(xiàn)了采用不規(guī)則多邊形和多面體單元模擬級配礦料，進而模擬瀝青混合料微觀結構組成； 利用自定義粘彈性接觸模型模擬瀝青瑪蹄脂

3、及瀝青混合料中的粘彈性接觸作用，從微觀尺度分析了瀝青瑪蹄脂粘彈性力學特性，實現(xiàn)了常規(guī)試驗與一般力學方法難以達到的目標； 通過對級配礦料室內靜三軸試驗，校準了虛擬試驗結果，對級配礦料的回彈模量力學特性進行了評價； 通過室內動態(tài)模量試驗，校準了離散元模型參數(shù)，提出了基于虛擬試驗的瀝青混合料動態(tài)模量預測方法，并與試驗結果及其他預估模型結果比較分析，結果表明采用離散元微觀力學方法能夠達到更高的預測精度。 本研究創(chuàng)新性地從