非均质沥青混合料劈裂试验全过程数值模拟

为了分析非均质特性对沥青混合料劈裂试验的影响,应用真实破裂过程分析系统,全过程模拟了考虑均质度影响的沥青混合料劈裂试验,并假定沥青混合料强度参数符合Weibull分布,分析了劈裂过程中应力分布状态和裂纹分布状态,同时对AC-10沥青混凝土马歇尔试件进行了劈裂试验,模拟了劈裂破坏过程.结果表明:裂纹状态随均质度的减小趋向离散,高均质度的试件劈裂裂纹状态更具有规则;受非均质基元体随机分布的影响,试件劈裂过程中的应力分布呈现出多峰值现象;马歇尔试件的数值试验和物理试验具有相同的劈裂过程.     

基于劈裂蠕变的沥青混合料疲劳寿命预测

沥青路面的疲劳破坏是路面工程中最为常见的病害之一,而疲劳性能一直是沥青路面结构设计的重要技术参数指标之一．通过静载劈裂试验对沥青混合料的疲劳性能进行了研究,通过回归分析建立了劈裂蠕变破坏时间与劈裂疲劳破坏时间的对应关系．研究结果表明劈裂蠕变试验与劈裂疲劳试验具有很好的相关性,可以通过转换系数K将劈裂蠕变破坏时间转换为劈裂疲劳破坏时间,从而得到沥青混合料的疲劳寿命．     

基于图像技术的沥青混合料细观结构研究进展

基于数字图像处理技术来研究沥青混合料的细观结构,回顾沥青混合料细观结构静态及动态识别的研究进展,其后列出一幅数字图像处理技术流程图并对获取沥青混合料内部结构图像方法(X-ray CT技术)进行了详细介绍;对通过图像处理技术来描述混合料内部结构特征,即集料形状及分布、接触特性和空隙分布规律等方面的研究进展情况进行论述,介绍了运用有限元、离散元和边界元这3种数值模拟方法及有关沥青混合料细观力学特征的虚拟试验.研究表明:X-ray CT无损伤扫描技术能较好识别沥青混合料内部细观结构特征;数值模拟结合有限元、离散元或边界元法能将沥青混合料内部细观结构与其宏观性能之间建立有机联系;虚拟试验应用能很好帮助理解宏观试验结果.在集料形状与分布研究中,尚未形成统一的评价指标,且不同研究人员采用不同的评价指标;X-ray CT技术精度问题和适用范围还需进一步改善;集料、沥青胶浆和空隙这3者之间还未建立有效的区分方法.通过总结数字图像处理技术对沥青混合料细观结构的应用,以期为后续关于沥青混合料宏观-细观-微观研究提供参考.     

基于图像技术的沥青混合料细观结构研究进展

基于数字图像处理技术来研究沥青混合料的细观结构,回顾沥青混合料细观结构静态及动态识别的研究进展,其后列出一幅数字图像处理技术流程图并对获取沥青混合料内部结构图像方法(X-ray CT技术)进行了详细介绍;对通过图像处理技术来描述混合料内部结构特征,即集料形状及分布、接触特性和空隙分布规律等方面的研究进展情况进行论述,介绍了运用有限元、离散元和边界元这3种数值模拟方法及有关沥青混合料细观力学特征的虚拟试验.研究表明:X-ray CT无损伤扫描技术能较好识别沥青混合料内部细观结构特征;数值模拟结合有限元、离散元或边界元法能将沥青混合料内部细观结构与其宏观性能之间建立有机联系;虚拟试验应用能很好帮助理解宏观试验结果.在集料形状与分布研究中,尚未形成统一的评价指标,且不同研究人员采用不同的评价指标;X-ray CT技术精度问题和适用范围还需进一步改善;集料、沥青胶浆和空隙这3者之间还未建立有效的区分方法.通过总结数字图像处理技术对沥青混合料细观结构的应用,以期为后续关于沥青混合料宏观-细观-微观研究提供参考.     

沥青混合料劈裂试验的颗粒流程序模拟研究

为了从细观角度模拟分析沥青混合料的低温开裂行为,选取了4种集料类型、4种矿料级配类型,运用颗粒流程序PFC2D内置"Fish"语言,重构了包含沥青砂浆和粗集料在内的沥青混合料细观数字试件,采用离散元方法实施了虚拟劈裂试验。研究结果表明:离散元模拟得到的劈裂抗拉强度与室内试验结果的匹配程度较好;试件在加载至峰值荷载前,内部已萌生一定数量微观裂纹,极值点荷载后微观裂纹数量大幅增加;高强度集料组成的混合料基本沿着集料与砂浆的界面发生破坏,低强度集料则部分会被裂纹贯穿;基于颗粒流程序的虚拟劈裂试验可以作为研究沥青混合料断裂特征的辅助手段。     

沥青混合料单轴压缩试验的细观分析

运用基于离散元法的二维颗粒流程序PFC2D模拟沥青混合料单轴压缩试验,选择连续密级配AC-13作为研究对象,得到模拟试验与实际室内试验试件的应力-应变曲线,二者的结果较吻合。输出模型图、颗粒间接触力图、颗粒位移图,从细观角度分析沥青混合料的性质,分析结果更加准确、合理,克服了单纯从宏观角度分析沥青混合料性质的片面性。     

沥青混合料细观力学数值分析

为了分析细观状态下沥青混合料的力学性能,从沥青混合料的细观尺度出发,利用质量比与比表面积不变的原则配置试件,将粒径小于4.75mm的骨料视为基体材料,利用CT扫描及图像处理技术得到混合料试件的骨料分布,对预先设定配合比的沥青混合料试件进行强度试验,得到沥青混合料强度及数值模型的参数;在ABAQUS软件中用弹性模型模拟沥青混合料二维数值路面结构在荷载作用下的变形,并对弹性状态下路面细观二维数值模型与均质模型进行对比。结果表明:路面细观二维数值模型与均质模型数值分析结果接近,同时实验结果与数值模拟的相对误差在10%以内,说明数值模型能够对路面结构受力情况进行比较准确的模拟,验证了细观状态下分析路面受力情况的有效性。     

冻融劈裂对沥青混合料微观结构影响的CT图像分析

对沥青混合料马歇尔试件进行冻融劈裂试验,获取试件初始和冻融劈裂后内部结构的CT图像,分析冻融劈裂前后试件内部结构特性的变化,研究其对沥青混合料微观结构的影响.     

寒区沥青混合料劈裂抗拉特性研究

结合青藏地区年平均气温低、大温差等气候特点,采用室内劈裂抗拉试验,研究温度、油石比对沥青混合料劈裂抗拉性能的影响及其作用规律.研究结果表明,较低温度时,劈裂强度、劲度模量随油石比的增大而减小,拉伸应变随油石比的增加而增大;低温度时,劈裂强度、劲度模量随油石比的增大而增大,拉伸应变随油石比的增加而减小.运用二元方差分析温度和油石比对劈裂抗拉性能的影响程度,结果显示,温度对劈裂抗拉性能的影响显著,油石比对劈裂强度影响较大.     

不同疲劳损伤程度下沥青混合料二维细观结构的 特征分析

对于沥青路面疲劳破坏的研究往往侧重于宏观层面,难以了解沥青混合料细观破坏所造成的影响。以AC-13C级配的沥青混合料为例,采用CT无损扫描技术与数字图像处理技术(DIP)相结合的方法,来观察沥青混合料不同疲劳损伤程度下的细观特性,分析不同损伤程度下疲劳试件的空隙率、CT数与强度、刚度之间的变化关系,得出其具有较好的线性相关性,沥青混合料的劈裂破坏及破坏位置与细观结构的变化密切相关。     

高原寒冷地区沥青混合料冻融循环作用下劈裂性能分析

通过沥青混合料冻融循环劈裂试验,分析了冻融循环次数以及油石比对混合料劈裂性能的影响．试验得出：随着冻融循环次数的增多,沥青混合料的劈裂抗拉强度、破坏劲度模量均呈减小趋势,最初的几次冻融循环混合料性能衰减较快,经历9～15次冻融循环后性能衰减趋于平缓;冻融作用后混合料的破坏拉伸应变反而增大;油石比对沥青混合料的劈裂性能有明显影响,随着油石比的增大,冻融循环作用对劈裂性能的影响减小．结果表明,在青藏高原寒冷地区对于AC-13沥青混合料,最佳油石比为5．5％或适当增加油石比可以提高沥青混合料冻融循环作用下的劈裂性能．     

沥青混合料裂缝扩展过程细观力学模拟

采用离散元方法构建了沥青混合料马歇尔数字试件,模拟了间接拉伸试验,研究了粘结强度比、颗粒摩擦因数和加载速率对微裂缝扩展过程的影响,分析了试件内部颗粒的细观响应。模拟结果表明：粘结强度比越大,沥青的粘结特性越明显,使得微裂缝的类型由法向渐变为切向,当粘结强度比由0．500增大到4．000时,接触力减小了78．05％,位移...     

多年冻土地区沥青混合料劈裂抗拉性能分析

根据青藏地区年平均气温低、温差大等气候特点,采用室内劈裂抗拉试验,研究温度、油石比对沥青混合料劈裂抗拉性能的影响及其作用规律。研究结果表明,较低温度时,劈裂强度、劲度模量随油石比的增大而减小,拉伸应变随油石比的增加而增大;低温度时,劈裂强度、劲度模量随油石比的增大而增大,拉伸应变随油石比的增加而减小。运用二元方差分析温度和油石比对劈裂抗拉性能的影响程度,结果显示,温度对劈裂抗拉性能的影响显著,油石比对劈裂强度影响较大。     

沥青混合料水稳性试验方法

通过对不同空隙率条件下的沥青混合料进行浸水马歇尔试验，冻融劈裂试验，比较了各水稳性试验方法在评价沥青混合料水稳性时的优劣，并对原因进行了分析，最后对沥青混合料的水性试验方法及评价指标进行了探讨。     

纤维增强沥青混合料马歇尔稳定度及劈裂试验研究

为了研究玻璃纤维和木质素纤维对沥青混合料的增强作用及机理,对不同纤维用量的沥青混合料进行马歇尔稳定度和劈裂试验。结果表明,纤维的加入可以有效增加沥青混合料的马歇尔稳定度和劈裂抗拉强度。玻璃纤维对沥青混合料劈裂抗拉的增强作用优于木质素纤维。     

黑龙江省沥青混合料车辙试验简析

简要介绍了黑龙江省不同级配沥青混合料车辙试验结果所处的水平 ,讨论了改性沥青及SMA结构对提高动稳定度所起到的作用。     

SMA-13沥青混合料细观模拟分析

为了研究SMA-13改性沥青混合料承受动态荷载时内部的应变特征以及塑性损伤规律,对SMA-13改性沥青混合料试件进行了CT扫描,并进行了动态模量试验,基于CT扫描图像以及动态模量试验结果,利用医学影像学软件MIMICS对试件的局部建立了非均质有限元模型,并利用ANSYS有限元软件进行了应变特征与塑性损伤模拟,通过分析发现,胶砂的极限应变水平是模型宏观应变水平的8～9倍,混合料的塑性损伤多发生在较大骨料的边界处,随温度升高,塑性损伤出现在相同位置,塑性损伤区域扩展增大.     

不同温度下沥青混合料劈裂强度的影响因素

以常用的AC-25沥青混合料为研究对象,应用正交试验设计与统计分析方法,展开了2.36,4.75,2.36与0.075mm筛孔通过率、油石质量比5个影响因素的不同温度劈裂强度分析,结果表明:各影响因素对不同温度下劈裂强度值的影响没有随温度改变而发生排序变化,排序大小为2.36mm通过率>0.075mm通过率>13.2mm通过率>油石质量比>4.75mm通过率.其中,2.36mm通过率高度显著影响不同温度劈裂强度值,且随温度逐渐升高,影响程度越加明显,表明级配对不同温度下劈裂强度起控制作用,优化级配设计可显著提高不同温度的劈裂强度值.     

油石比对沥青混合料低温性能的影响分析

沥青路面低温开裂是沥青路面普遍存在的问题,低温裂缝的存在降低了路面的使用寿命,增加了养护费用,造成巨大的经济损失。提高路面低温抗裂性能是沥青路面设计的重要课题。采用AC—16沥青混合料,通过劈裂抗拉试验分析油石比对沥青混合料劈裂性能的影响。