沥青混合料裂纹发展过程的颗粒流模拟

为了在细观尺度下描述沥青混合料的裂纹发展行为,运用离散元程序PFC2D内置“Fish”语言,重构了沥青混合料非均质(集料、胶浆和空隙)多层次(矿料级配)结构虚拟试件,对虚拟试件微观组成成分之间的接触赋予了相应的微观接触模型,采用离散元方法实施了单边切口小梁虚拟3点弯曲试验,借助数字摄像法捕捉了室内小梁试件表面裂纹发展情况,在二维尺度下探索了沥青混合料的部分断裂机理.结果表明:虚拟试验得到的宏观断裂力学响应与室内试验结果的吻合度较好,仅采用试件单面图像信息构建模型进行力学性能预测缺乏可信度;虚拟试验模拟的二维裂纹扩展路径与室内数字摄影法结果较为相似,二者都体现出材料脆性断裂特点,二维模型往往夸大了粗集料在混合料断裂过程中的作用;基于离散元程序的裂纹扩展行为分析方法,可以作为研究沥青混凝土材料断裂行为的辅助手段.     

基于离散元方法的沥青混合料三轴剪切试验模拟研究

为了从沥青混合不连续特征的角度更好地评价和预估其抗车辙能力,采用离散元方法建立沥青混合料细观结构模型,并进行沥青混合料三维离散元虚拟三轴剪切试验。将模拟结果与宏观试验结果进行比较,分析模型参数与试验参数之间的关系。最后将二维虚拟试验结果和三维虚拟试验结果进行对比。结果表明:三维离散元模拟结果与试验室试验结果具有较好的相关性,且规律一致,验证了模型的正确性,可基于此模型建立评价和预估沥青混合料抗车辙能力的虚拟试验方法;三维离散元模型由于更多地考虑了材料的嵌挤作用,比二维离散元模型精度更高。     

模拟沥青混合料集料的多面体颗粒随机生成算法及程序

为了真实反映沥青混合料中集料的形状、级配及排列,准确模拟其复杂的几何特征与物理性质,提出了模拟沥青混合料的多面体随机生成算法,介绍了算法实现过程中的关键技术问题及程序设计。该算法不仅考虑了矿料级配、颗粒分布的随机性,多面体区域生成及级配的检验与确定,而且考虑到几何与物理参数的转换问题,解决了沥青混合料集料空间结构重构的关键问题。研究结果表明:该算法及程序操作简便,切实可行,为沥青混合料或其他矿物质混合料空间结构重构提供了一种新途径。     

基于离散元模拟细集料对沥青混合料劈裂试验影响

以AC13为例,采用颗粒流PFC2D软件,建立基于混合料二维数字截面的劈裂试验离散元模型,模拟细集料对沥青混合料劈裂试验的影响。研究表明,细集料影响沥青混合料低温劈裂试验强度和破坏应变;2.36 mm档集料可作为沥青混合料AC13集料级配中粗细集料的分界点,即粒径≥2.36 mm的集料为粗集料,小于2.36 mm的集料为细集料。     

橡胶颗粒沥青混合料破坏机理微观分析

以间断级配橡胶颗粒沥青混合料为例,采用随机抽样原理的细观建模法建立离散元微观模型,分别从颗粒位移、粘结接触面破坏两个方面,分析了荷载作用下橡胶颗粒沥青混合料微观破坏机理。研究结果表明:含橡胶颗粒的区域位移变形程度远大于无橡胶颗粒的区域;橡胶颗粒附近容易发生变形,引起混合料的骨架结构错动,导致沥青混合料粘结性能变差,路面出现剥落、松散破坏。     

基于二维离散元法的沥青混合料低温开裂研究

基于离散元软件PFC2D建立沥青混合料半圆弯拉试验数值模型,该模型开展半圆弯拉试验的模拟和分析,通过试验和模拟中荷载峰值对比,验证了模型的合理性与科学性,分析了沥青混合料空隙率、级配类型对断裂韧性的影响以及不同级配拉压力链与断裂特性之间的联系.研究表明:纯Ⅰ型断裂模式下,AC-5断裂韧性受空隙率影响较大,空隙率较低的沥...     

沥青混合料蠕变试验的数值模拟研究

对ACIO型沥青混合料圆柱型试件进行5级单轴静载蠕变试验,提取反映沥青混合料粘弹性的Burgers模型参数。结合此参数展开对沥青混合料的粘弹性分析,将提取的Burgers模型参数导入FLAC3d典型蠕变模型中,进而模拟蠕变试验进程。结果显示,FLAC3d能够较好地模拟蠕变试验。     

基于颗粒流程序的土石混合料振动压实特性数值分析

基于PFC2D颗粒流程序,建立考虑块石破碎的土石混合料振动压实模型,进行了不同含石量、不同泥岩砂岩块石混合比例的土石混合料振动压实试验模拟研究。结果表明:土石混合料试样的最大干密度随泥岩砂岩块石混合比的增大逐渐增大,随含石量的增加先增大后减小,60%含石量为其最优含石量;试样上部的块石受振动锤的影响较大,发生高度破碎,试样下部的块石主要发生高应力下的拉张破坏,破碎程度较低;块石的破碎率随含石量的增加而增大,随泥岩砂岩混合比的增大而增大。     

基于Burgers模型的沥青混合料室内车辙试验粘弹性分析

由于沥青混合料特有的粘弹性力学特性和易受温度影响的性质,使得路面在通车后就出现车辙病害.笔者利用Burgers粘弹性模型,推导了室内循环荷载作用下单层车辙板的永久变形公式.对添加车辙王、SBS改性沥青和普通基质沥青的AC- 20C型混合料进行不同温度下的室内车辙试验.利用lstopt软件反算出3种不同类型混合料的Bur...     

沥青混合料劈裂试验数值模拟

应用有限元软件ABAQUS,采用合适的材料模型建立有限元模型,模型网格按不同密度进行划分,对沥青混合料劈裂试验进行二维与三维数值模拟对比研究。通过研究,对劈裂试验中沥青混合料试件内的应力、应变分布及变形特性和变化规律有了深入的认识,并据此得出沥青混合料的强度参数。结果表明,有限元模拟中,网格划分密度、划分形式对模拟结果有较大影响;对于不同的沥青混合料,其劈裂试验模拟应以相应材料的单轴抗压试验结果为材料特性进行定义;经三维模拟及理论对比验证,简化二维模型在一定条件下是可行的。对沥青混合料性能试验进行数值模拟研究,是一种形象直观、快速高效的研究手段,对沥青混合料研究水平的提高有一定意义。     

基于ANSYS的带切口沥青混合料试件半圆弯曲试验参数分析

采用带切口的试件进行半圆弯曲试验(SCB),可以更好地评价存在反射裂缝的沥青混凝土路面的抗裂性能。为了明确试件厚度、切口宽度、切口深度、支座间距等试验参数对带切口SCB试件力学响应的影响,采用ANSYS建立三维有限元模型对SCB试验进行数值模拟。计算结果表明:试件厚度选择50mm,切口宽度选择1.5mm较为合适;切口深度需要选择15mm、20mm、25mm等3个切口深度值再进行试验验证;支座间距为试件直径的0.8倍时,切口底部拉应力最敏感。     

纤维沥青混合料性能试验分析

通过对纤维沥青混合料的水稳定性试验、高温稳定性、低温抗裂性和疲劳性能试验全面研究纤维沥青混合料的性能。结果发现:纤维和沥青的粘附性很好,掺纤维后沥青混合料水稳定性也得到了提高,但应注意控制混合料的空隙率;纤维使混合料高温稳定性增强,动稳定度明显提高;建议在车辙试验采用动稳定度为指标时,剔除部分虚假试验结果,正确评价混合料高温稳定性。同时,验证了纤维对混合料低温抗裂性和疲劳寿命都有提高作用,而且聚合物纤维对混合料各方面性能改善作用都较明显,木质素纤维对混合料水稳性改善明显。     

SEAM改性沥青混合料试验研究

阐述了SEAM改性沥青的改性机理,并通过室内试验,研究了SEAM改性沥青混合料的配合比设计及混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳性等路用性能,并与普通沥青混合料和SBS沥青混合料进行了对比分析,总结了SEAM改性沥青的应用优势及推广价值.     

基于沥青胶浆试验研究低标号沥青混合料设计原则

采用流变学试验方法研究低标号沥青胶浆试验的路用性能指标变化规律,然后结合沥青混合料的路用性能试验的验证,得出低标号沥青配合比设计的指导原则.研究表明,沥青胶浆的高温性能试验中,粉油比增大,车辙因子不断提高,沥青标号降低,车辙因子增大,这一试验规律可映射到沥青混合料试验中.但对于低温性能而言,沥青胶浆试验中的粉油比映射的是沥青混合料中石油比(集料与沥青的比例)的概念,粉油比越大,沥青用量越少,沥青胶浆的低温性能越差.因此,低标号沥青混合料的设计原则是:在保持较高的粉油比不变的条件下,提高混合料中的沥青及其沥青胶浆的用量,单纯强调减少沥青用量抵抗高温车辙的做法是不足取的,建议在低标号沥青混合料配合比设计中限定最小沥青用量.     

路孚8000改性沥青及混合料性能试验研究

研究了路孚8000沥青改性剂的各项性能。对路孚8000不同掺量下的沥青胶结料进行了基本性能试验,并对掺加路孚8000后的改性沥青混合料进行了高温车辙、低温弯曲、冻融劈裂和疲劳试验。结果表明:路孚8000沥青改性剂可以改善沥青的感温性和抵抗荷载变形的能力;加入路孚8000改性剂后,沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及抗疲劳性等性能军得到了增强,尤其是高温抗车辙性能得到了较大的提高。     

沥青混合料最佳沥青用量确定方法的试验研究

为确定沥青混合料最佳沥青用量,采用了马歇尔试验方法进行研究,提出了最佳沥青用量的确定方法,并针对3种不同级配类型情况下的沥青混合料,进行了标准马歇尔试验和浸水马歇尔试验的研究,分析了沥青混合料表现的不同特性。结果表明:在不同级配的沥青混合料条件下,得出的最佳沥青用量值并不相同,从而导致沥青混合料稳定度、流值、沥青饱和度以及残留稳定度等马歇尔技术指标特性有所差异;标准级配下的最佳沥青用量,使得沥青混合料特性表现最佳。     

小粒径大空隙排水沥青混合料性能试验

为实现超薄排水沥青路面的设计与应用,采用渗透性试验、摆式摩擦系数试验、动态摩擦系数试验、声波吸收系数试验、肯塔堡飞散试验、车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验,对最大公称粒径4.75 mm和13.2 mm的2种开级配型式与2种不同沥青混合料类型组合而成的4种大空隙排水沥青混合料的综合性能进行试验评价。试验结果显示,最大公称粒径4.75 mm级配形式的开级配沥青混合料的透水性能、摩擦性能及抗松散能力比最大公称粒径13 mm级配的沥青混合料略优,具有很好的排水降噪功能。环氧沥青混合料的使用,有利于提高小粒径大空隙排水沥青混合料的整体路用性能。     

旧沥青路面铣刨料的CBR试验研究

加州承载比CBR作为国际道路上公认的道路评价指标,在柔性基层、底基层评定上有着广泛的应用,采用路面材料强度仪,对RAP料做浸水前后的CBR值测定。结果表明:随着RAP料含水率的提高,CBR值先增大至最佳含水率而后减小,未浸水RAP料的CBR值和RAP料压实度有着良好的二项式回归关系,较大压实度的RAP料可以有效抵抗外界水损害,级配是影响RAP料CBR值的最大因素。     

超声波测试方法在沥青混合料冻融试验中的应用

基于超声波传播原理,将超声波测试方法引入到沥青混合料的冻融试验中.通过对试验结果的分析,讨论了试验数据离散性较大的原因,提出了影响超声波测试方法精度的多重因素;进而基于微观结构分析对试验数据提出了合理的修正方法,并推荐了超声波测试方法在沥青混合料冻融试验中应用的经验公式;最后通过对比试验验证了经验公式形式的正确性.结果表明,修正后的超声波传播速度能表征沥青混合料冻融后的劈裂强度,两者之间有着很好的指数关系.