基于离散元模拟的典型沥青混合料动态模量预估模型研究

发布时间：2023-03-12 20:27

　　现行《公路沥青路面设计规范》中提出将动态模量作为其沥青路面结构设计参数,其设计水平二取值可采用经验预估模型进行取值。但是由于沥青混合料所使用沥青或者级配类型具有一定的地域特性,规范水平二中的半经验预估模型对沥青种类提出了适用于道路石油沥青和常规级配的沥青混合料的前提条件,因此该模型在吉林省的实际适用性有待评价。因此提出一种参数测定简单,且具有针对地域特征的用于指导沥青路面设计的动态模量预估模型,具有较大的研究价值。由此,本研究基于离散元数值模拟,建立虚拟动态模量测试方法,以此提出适用于吉林省的沥青混合料动态模量预估模型。首先针对吉林省典型沥青路面上中下面层常用的3种级配类型沥青混合料,在不同温度和频率试验条件下,测定混合料的动态模量与相位角,通过最小二乘法拟合,基于sigmoidal模型,建立了各个试验温度下的混合料动态模量主曲线,并,并对混合料的粘弹性力学特性进行了分析。以动态模量数据集合为基础,计算并提出了后续离散元模拟所需要的接触模型细观参数。进而,考虑沥青混合料由粗集料、沥青砂浆及空隙三相混合构成的特点,采用MATLAB、Fish语言相结合的方式生成了具有不规则形状的粗集料,按...

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 沥青混合料动态模量预估模型
        1.2.2 沥青混合料离散元模拟
    1.3 研究方案及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 沥青混合料试验材料设计
    2.1 原材料性能
    2.2 沥青混合料配合比设计
    2.3 沥青砂浆配合比设计
    2.4 本章小结
第3章 典型沥青混合料动态模量室内试验
    3.1 动态模量的定义
    3.2 室内动态模量试验
        3.2.1 动态模量测试方法
        3.2.2 动态模量试验方案及测试结果
    3.3 动态模量试验数据分析
        3.3.1 动态模量和加载频率的关系
        3.3.2 动态模量与加载温度的关系
        3.3.3 相位角与加载频率的关系
        3.3.4 相位角与加载温度的关系
        3.3.5 主曲线分析
    3.4 本章小结
第4章 沥青混合料离散元模型的构建与验证
    4.1 离散元方法简介
        4.1.1 离散元方法基本假设
        4.1.2 离散元方法计算基本方程
        4.1.3 接触本构模型
    4.2 离散元几何模型的构建
        4.2.1 沥青混合料组成理论
        4.2.2 粗集料颗粒生成算法
        4.2.3 沥青混合料级配组成模拟
        4.2.4 沥青砂浆模拟
        4.2.5 空隙的模拟
        4.2.6 几何模型的建立
    4.3 离散元力学接触模型的构建
        4.3.1 接触模型的选择与分析
        4.3.2 细观模型参数与宏观试验参数之间的转换
        4.3.3 离散元模型参数的确定
    4.4 本章小结
第5章 动态模量虚拟试验及其预估模型的构建
    5.1 虚拟动态模量试验
        5.1.1 伺服机制
        5.1.2 虚拟动态模量试件构建
        5.1.3 试验参数
        5.1.4 动态模量虚拟试验方法
    5.2 虚拟动态模量试验验证
        5.2.1 动态模量室内试验及虚拟试验结果
        5.2.2 虚拟动态模量试验验证
    5.3 基于离散元的沥青混合料动态模量预估模型
        5.3.1 影响因素的选择
        5.3.2 基于离散元动态模量预估模型试验方案设计
        5.3.3 动态模量影响因素分析
    5.4 吉林省典型沥青混合料预估模型验证
结论
参考文献
附录
读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3761893