基于离散元法的多孔沥青混合料空隙衰变研究

为了研究加载后多孔沥青混合料的空隙衰变规律,使用离散元软件PFC2D生成了多孔沥青混合料的二维车辙板虚拟试件并模拟了车辙试验.在虚拟试件生成过程中采用了新的空隙生成算法,即按照空隙级配来模拟不规则多边形,将其投放在沥青砂浆内并删除后形成空隙.通过室内静态蠕变试验获取多孔沥青混合料的微观参数值,以此来设计虚拟车辙试验的加载方式、空隙信息提取算法,并将虚拟车辙试验结果与室内车辙试验结果进行对比,验证了虚拟车辙试验的可行性.虚拟试验结果表明:荷载越大,试件空隙衰变越明显;随着荷载作用时间的增长,试件空隙率持续衰减,但速率变缓,在混合料结构破坏之前存在趋于稳定的状态;环境温度对试件空隙率影响明显,随环境温度升高,空隙率的衰减呈现3阶段变化;试件初始空隙率为20%(体积分数)时,加载后其空隙率衰变值最小.

多孔沥青路面空隙衰变离散元模拟

为了研究多孔沥青路面在不同温度条件下空隙结构的衰变规律,基于离散元软件PFC3D,根据实际级配建立多孔沥青混合料车辙板模型,通过动态蠕变试验拟合不同温度条件下的沥青砂浆Burgers模型参数,并代入离散元模型,将车辙试验荷载转化为均布荷载并通过伺服机制施加在模型中央,对不同温度条件下多孔沥青车辙板荷载响应进行了模拟。通过编写的程序,提取分析多孔沥青车辙板模型荷载作用前后的空隙结构。研究结果表明:离散元方法可以较好地模拟荷载作用后多孔沥青车辙板空隙率和有效空隙率的变化规律;温度低于30℃时,荷载对多孔沥青路面的影响较小;温度高于40℃时,荷载导致车辙板产生较为明显的应变,空隙率与有效空隙率明显下降。

硬质砂岩排水沥青混合料力学性能与空隙率衰变

为拓宽排水沥青混合料中集料的选材范围,研究以硬质砂岩作为粗集料应用于排水沥青混合料的可行性。比较硬质砂岩与玄武岩PAC-16混合料在标准马歇尔击实与旋转压实条件下的空隙率衰变特征与级配细化特性,揭示硬质砂岩PAC-16混合料空隙率对动态模量的影响规律,并测试硬质砂岩PAC-16混合料的各项路用性能。结果表明,与玄武岩PAC-16混合料相比,硬质砂岩PAC-16混合料的最佳油石比略高,在荷载作用下其集料压碎带来的级配细化与空隙率衰减现象略快,但在适当降低空隙率的前提下其力学性能与玄武岩PAC-16混合料相近。硬质砂岩PAC-16混合料的各项路用性能基本满足排水路面相关规范要求,且与玄武岩PAC-16混合料相近。