沥青混合料劈裂疲劳损伤力学特性多尺度研究

【目的】探讨多尺度算法在研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能方面的有效性。【方法】通过划分5个尺度区域,对5种不同级配的沥青混合料进行多尺度分析,计算不同劈裂疲劳损伤程度下的劈裂强度,并对比分析室内试验与多尺度算法得到的劈裂强度,验证多尺度算法研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能的合理性。【结果】集料粒径为1.18~2.36 mm的沥青混合料的劈裂强度有较大幅度的提升;多尺度算法与室内试验得到的劈裂强度相对误差的绝对值均在10%以内,满足工程精度要求。【结论】用多尺度算法研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能具有可行性,该算法在实际工程中具有一定的应用价值。

AC-13C沥青混合料劈裂疲劳损伤试验二维数值模拟

沥青混合料受非均匀性细观结构影响,其刚、强度力学特性易发生变化,为分析受细观结构影响的沥青混合料力学疲劳损伤特性,本研究从细观尺度出发,结合室内劈裂试验结果,利用有限元软件建立二维数值模型分析沥青混合料的力学与疲劳损伤特性。结果表明:在沥青混合料疲劳损伤过程中,粗集料尖角附近应力集中现象明显,疲劳损伤往往先在粗集料尖角处发生;AC-13C数值模型应充分考虑2.36 mm以上的粗集料,并在细观尺度上说明2.36 mm作为AC-13C粗细集料分界线的可行性。

粗集料分布形态对沥青混合料疲劳性能影响研究

为分析粗集料的分布形态对沥青混合料疲劳性能的影响,选择粗集料棱角性和混合料内部接触状态2个细观特征作为粗集料分布形态参数,利用MATLAB等图像软件分析并提取粗集料在沥青混合料中的细观特征,同时生成虚拟的二维沥青混合料试件。利用交互手段将虚拟试件导入离散元PFC2D软件,编辑设置相关细观参数和模拟间接拉伸室内虚拟实验的代码,完成离散元模拟实验。结果表明:定义的棱角性参数在110 000~130 000之间时,存在一个抗疲劳破坏的强度峰值;在级配正常的接触对范围内,接触对数量与沥青混合料抗疲劳破坏性能呈现一定的正相关关系。

基于细观尺度沥青混合料二维建模方法及数值模拟

沥青混合料受非均匀性细观结构影响,其应力特性易发生变化为分析受细观结构影响的沥青混合料应力特性,本研究从细观尺度出发,结合室内劈裂试验结果,利用有限元软件建立二维数值模型分析沥青混合料的力学与损伤特性。结果表明:在沥青混合料疲劳损伤过程中,粗集料尖角附近应力集中现象明显,AC-13C数值模型应充分考虑2.36mm以上的粗集料,并在细观尺度上说明2.36mm作为AC-13C粗细集料分界线的可行性。