沥青混合料半圆弯曲断裂实验和离散元数值分析

摘要

开展了含不同取向预切口的沥青混合料半圆弯曲试件的断裂实验,发现随着预切口角度的增大,裂纹路径偏转角单调增大,而峰值载荷的变化规律则比较复杂。为了分析现象背后的内在机制,基于图像处理方法建立了试件的几何模型,采用线弹性模型描述骨料–骨料,双线性内聚力模型描述骨料–基体和基体–基体颗粒的接触作用,开展了沥青混合料半圆弯曲断裂的离散元数值模拟,并与实验结果做了比较,发现由于断裂是混合模式的,法向拉接触力和切向接触力在裂纹萌生和扩展中都发挥着非常重要的作用。裂纹倾向于在骨料和基体之间界面萌生和扩展,界面脱粘是沥青混合料中裂纹扩展的一个重要机制。这些工作有助于加深对沥青混合料开裂行为和机理的认识,并为沥青路面设计和管养等提供参考。