沥青混凝土细观力学数值模拟与试验研究

发布时间：2019-11-11 10:13

【摘要】：沥青混凝土是一种以沥青为胶结料,细集料和矿粉为填充料,大小不一形状不规则粗集料为骨架结构的颗粒复合材料。在宏观尺度,沥青混凝土可以视为弹塑性均质材料。而在细观尺度,沥青混凝土可视为由线弹性粗集料和粘弹性沥青砂浆组成的非均质材料,因此,以宏观力学试验为基础的唯象本构模型并不能很好地描述沥青路面的细观变形机理。研究表明,沥青路面在荷载作用下产生的车辙或永久变形在很大程度上是集料颗粒的流动问题。因此,需从细观尺度研究沥青混凝土内部结构对整体宏观性能的影响。 本论文采用宏细观相结合的研究方法,从沥青混凝土的内部结构模型入手,建立细观数值模型,对沥青砂浆的高温流变性能进行研究,主要内容包括以下四个方面。 首先,对不同面层沥青砂浆的蠕变特性进行了研究,得到了不同温度下沥青砂浆的时间硬化蠕变模型参数,初步建立了沥青砂浆高温蠕变模型,并对该模型进行了相关的有限元和实验验证。 其次,研究了不同面层沥青砂浆的高温流变性能。利用频率扫描试验,建立了不同面层沥青砂浆的动态剪切模量和相位角主曲线,并用Modified Huet-Sayegh (MHS)力学模型描述了沥青砂浆主曲线,结果表明该模型可以很好地表征沥青砂浆的高温性能。 再次,采用数字图像处理技术,获得了沥青混凝土截面的优质图像样本。然后将这些图像导入ABAQUS软件中进行有限元数值模型的建立,实现了沥青混凝土内部结构的二维几何建模。 最后,对沥青混凝土进行了高温车辙试验,并用时间硬化蠕变模型和MHS流变模型对沥青混凝土的高温性能进行了有限元模拟。将蠕变试验和频率扫描试验获得的蠕变模型参数和MHS模型参数输入到沥青混凝土内部结构有限元模型中,并对路面车辙进行了有限元分析,计算结果和实验结果吻合。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU528.42

【参考文献】

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本文编号：2559211