真空压实条件下沥青混合料微观力学特性研究

发布时间：2018-10-10 07:15

【摘要】：压实是影响沥青路面性能和寿命的主要因素之一,不同的压实技术对沥青路面的压实度和平整度有一定的影响。为提高沥青路面压实质量,从沥青路面压实机理切入,提出了真空压实技术。为了评价真空压实技术在沥青混合料压实过程中的应用优势,以沥青混合料为研究对象,基于离散元方法,从微观颗粒单元角度研究和对比了真空压实和常规压实(非真空)条件下沥青混合料的微观力学特性。首先基于离散元法和沥青混合料组成结构理论,分析了混合料中集料、沥青单元之间的接触特性,确定了采用平行粘结模型构建沥青混合料离散元数值仿真模型,并概述了模型初始力学特性。其次通过试验模拟真空压实过程,确定出不同真空度压实条件下沥青混合料的体积参数。以空隙率和矿料间隙率作为区别真空压实和常规压实试件的标准,并优选出无真空和真空度为-0.08MPa下常规压实和真空压实的对比试样。通过劈裂试验从宏观力学角度对比和评价了两种压实试件的力学特性。最后基于体积参数标准建立的真空和常规压实下沥青混合料的离散元数值仿真模型,仿真了两种数值仿真模型的劈裂试验和单轴压缩试验,研究和对比了模型的颗粒运动特性、颗粒间接触力链特性、平行粘结力链特性、内部裂纹变化规律和模型的应力应变规律。试验研究结果表明,不同的真空度对沥青混合料的体积参数和抗劈裂性能有显著的影响。仿真研究结果表明,分析出真空压实模型和常规压实模型中集料单元的力学特性和运动变化规律,并得出真空压实模型的相关力学参数和结构变化规律均优于常规压实模型对应的特征参数。
[Abstract]:Compaction is one of the main factors that affect the performance and life of asphalt pavement. Different compaction technology has certain influence on compaction and smoothness of asphalt pavement. In order to improve the compaction quality of asphalt pavement, the vacuum compaction technology is put forward from the compaction mechanism of asphalt pavement. In order to evaluate the advantages of vacuum compaction technology in the process of asphalt mixture compaction, the asphalt mixture is studied based on discrete element method. The micromechanical properties of asphalt mixture under vacuum compaction and conventional compaction (non-vacuum) were studied and compared from the point of view of micro-particle unit. Firstly, based on discrete element method and asphalt mixture structure theory, the contact characteristics between aggregate and bituminous unit in mixture are analyzed, and the numerical simulation model of discrete element of asphalt mixture is established by using parallel bond model. The initial mechanical properties of the model are summarized. Secondly, the volume parameters of asphalt mixture under different vacuum compaction conditions are determined by simulating the vacuum compaction process. The vacuum compaction and vacuum compaction samples with vacuum and vacuum degree of -0.08MPa were selected as the standard to distinguish the vacuum compaction from the conventional compaction. The mechanical properties of two compacted specimens were compared and evaluated from the macroscopic mechanical point of view by splitting test. Finally, the discrete element numerical simulation model of asphalt mixture under vacuum and conventional compaction is established based on volume parameter standard. The splitting test and uniaxial compression test of two numerical simulation models are simulated, and the particle motion characteristics of the model are studied and compared. The characteristics of interparticle contact force chain, parallel adhesion chain, internal crack variation and stress strain of the model. The experimental results show that the volume parameters and splitting resistance of asphalt mixture are significantly affected by different vacuum degree. The simulation results show that the mechanical properties and motion of aggregate units in the vacuum compaction model and the conventional compaction model are analyzed. It is concluded that the relevant mechanical parameters and structural changes of the vacuum compaction model are better than the characteristic parameters corresponding to the conventional compaction model.
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U414

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本文编号：2261127