基于离散元法的沥青混合料单轴贯入的细观行为研究

发布时间：2023-02-14 08:59

　　车辙一直是影响沥青路面服务水平的重要因素,也是制约沥青路面使用寿命的主要病害之一,与沥青混合料的抗剪性能密切相关。目前已有很多关于沥青混合料抗剪性能的研究,以及细观的集料特征研究,但尚未有全面的将宏观形貌、细观特性与抗剪性能综合的研究。因此,本研究结合室内车辙试验,测试不同车辙深度辙槽处与隆起处取芯得到的试件的抗剪强度,结合数字图像处理技术和离散元软件重构双层沥青混合料试验的二维模型,随后对其进行单轴贯入试验模拟,分析试件内部的细观力学特性与粗集料空间运动特性,为揭示沥青路面的车辙破坏机理开拓新思路,具备一定的理论价值与应用前景。在综合分析国内半刚性基层路面面层组合结构的基础上,确定了 SMA-13和AC-20的面层结构组合,通过单轴贯入试验分析不同工况下不同车辙深度的沥青混合料隆起处和辙槽处的抗剪强度变化。结果表明:在标准、高温和重载这3种工况下,随着车辙深度的加深,辙槽处的贯入强度总体均呈上升趋势;隆起处的贯入强度逐渐降低。在相同的车辙深度下,标准工况下路面的抗剪承载力均高于高温和重载工况,说明高温和重载都对路面的抗剪承载力有削弱的作用,并且高温工况下沥青混合料抗剪强度的变化百分比...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的研究意义
    1.2 国外研究现状分析
        1.2.1 沥青混合料抗剪强度研究现状
        1.2.2 离散元技术在沥青混合料力学分析中的应用
        1.2.3 沥青混合料颗粒细观行为研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
    1.5 课题来源
2 原材料及配合比设计
    2.1 原材料
        2.1.1 沥青
        2.1.2 集料和填料
        2.1.3 纤维
    2.2 混合料级配
        2.2.1 SMA-13级配组成设计
        2.2.2 AC-20级配组成设计
    2.3 混合料试件设计
        2.3.1 试件尺寸设计
        2.3.2 试件制备工艺
        2.3.3 沥青混合料剪切形变试验
    2.4 本章小结
3 沥青混合料抗剪性能分析
    3.1 抗剪试验原理及方法
        3.1.1 抗剪试验原理
        3.1.2 试验方法
    3.2 沥青混合料抗剪性能分析
        3.2.1 车辙辙槽处抗剪性能变化
        3.2.2 车辙隆起处抗剪性能变化
        3.2.3 车辙深度与抗剪强度的相关性分析
    3.3 本章小结
4 基于离散元法的单轴贯入细观分析
    4.1 离散元原理介绍及程序简介
        4.1.1 假设前提
        4.1.2 颗粒粘结模型
    4.2 沥青混合料单轴贯入模型建立
        4.2.1 图像处理技术
        4.2.2 沥青混合料单轴贯入试件的二维重构
    4.3 单轴贯入试验的模拟及验证
    4.4 单轴贯入试验的细观力学分析
        4.4.1 接触拉压分布
        4.4.2 集料剪切力的变化
        4.4.3 沥青胶浆的粘结性能变化
    4.5 双层沥青混合料粗颗粒运动分析
        4.5.1 不同车辙深度试件断面粗颗粒主轴方向角分布规律
        4.5.2 试验前后断面粗颗粒平动轨迹分析
        4.5.3 细观特征参数与抗剪强度的相关性分析
    4.6 细观特征参数、车辙深度与承载能力三者的联系
    4.7 本章小结
5 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 创新之处
    5.3 展望
参考文献
致谢
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本文编号：3742331