基于离散元法的沥青混合料真空压实机理仿真研究

摘要

为了从微观角度对真空压实机理进行探究，本文根据离散元方法的基本原理和离散元应用程序PFC3D的相关特点，分析沥青混合料的组成结构和性质，分别确立了沥青混合料中各相的建模或表达方法，其中重点分析了沥青混合料中封闭气泡的建模原理和在应用程序PFC3D中的具体实现算法，从而建立了含封闭气泡的沥青混合料离散元模型。基于该松散沥青混合料离散元模型，模拟了混合料压实过程，监测了压实过程中混合料整体的变化和内部封闭气泡的力学特性，数值模拟结果与实际情况相符，证明了沥青混合料压实过程数值模拟的可行性和该离散元模型的准确性。
　　本研究分别模拟了常规和真空条件下的沥青混合料压实过程，并根据实验结果对真空压实模型进行了修正，得到了较合理的结果。模拟结果显示：同样的外荷载下，真空压实比常规压实试件沉降量更大；真空压实相比常规压实，所得压实试件内封闭气泡体积被压缩更小，试件总空隙率更低；真空环境除了有利于降低沥青混合料内“气体弹簧”效应外，还对沥青胶浆的性质或者骨料-沥青界面的质量有影响。为了充分比较常规压实和真空压实的区别，对两种条件下压实所得试件进行了单轴压缩试验模拟。模拟结果显示：常规压实试件抗压强度为1.68MPa，对应的轴向应变为0.0353；真空压实试件抗压强度为1.72MPa，对应的轴向应变为0.0311，真空压实试件相比常规压实试件抗压强度更高，相应的应变量更小。

目录

第一章 绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3本文研究的方法及内容

1.4技术路线

第二章 沥青混合料基本性质

2.1沥青混合料组成结构理论

2.2沥青混合料空隙率

2.3沥青混合料骨料-沥青界面

2.4真空压实技术试验研究

2.5本章小结

第三章 离散元基础及沥青混合料模型建立

3.1离散元方法基本原理

3.2颗粒流程序PFC3D

3.3模型建立

3.4本章小结

第四章 沥青混合料压实过程离散元模拟

4.1沥青混合料离散元模型生成

4.2 沥青混合料静压成型虚拟试验

4.3本章小结

第五章 真空压实和常规压实虚拟试验结果分析

5.1压实过程虚拟试验结果分析

5.2单轴压缩虚拟试验结果分析

5.3本章小结

结论与建议

1.结论

2.建议

参考文献

致谢