基于晶胞模型的沥青混凝土微观力学分析

为研究碎石骨料与沥青胶砂间的相互作用并在微观接触和宏观模量间建立映射,基于晶体面心立方结构和应力均布假设,对接触进行一维杆件简化后,对荷载作用下骨料间的接触反力进行数学解析,得到接触刚度与结构模量的关系公式,并在此基础上对沥青混凝土的力学特征进行分析。混合料内的相邻骨料在轴向荷载下会产生同等大小的压缩和拉伸反力,且反力大小与骨料直径平方成正比;因骨料与胶砂的刚度存在差异,混合料在压缩和拉伸时会表现出不同的模量特性;剪应力只在特定方向传递,因而产生了更大的接触反力和变形。计算AC-13、SMA-13、OGFC-13三种沥青混合料在竖向车轮荷载作用下的接触拉应力,结果显示:同等荷载下AC-13沥青混合料的接触拉应力最小,OGFC-13沥青混合料的接触拉应力最大。