瀝青混合料是由集料、瀝青、礦粉和添加劑等組成的多相復(fù)合材料,復(fù)雜的材料組成導(dǎo)致荷載作用下產(chǎn)生復(fù)雜的破壞類型。傳統(tǒng)宏觀尺度經(jīng)驗性評價方法難以獲取瀝青混合料內(nèi)部材料分布狀態(tài),以及荷載作用下應(yīng)力應(yīng)變傳遞機制,因此,無法從機理上揭示瀝青混合料的破壞機理。細(xì)觀尺度的研究方法和測試手段,包括顆粒堆積理論、數(shù)字圖像處理技術(shù)和工業(yè)CT等,為研究瀝青混合料細(xì)觀結(jié)構(gòu)及應(yīng)力應(yīng)變傳遞機制提供新的思路。在細(xì)觀尺度上,瀝青混合料包括形成骨架的集料和填充骨架之間空隙的砂漿,即骨架填充體系。以瀝青混合料骨架填充體系為研究對象,采用細(xì)觀尺度的研究方法,提出了骨架填充體系評價方法,開發(fā)了細(xì)觀結(jié)構(gòu)識別及提取算法,分析了骨架填充狀態(tài)對細(xì)觀結(jié)構(gòu)的影響,揭示了骨架填充體系應(yīng)變場分布規(guī)律,以及集料砂漿接觸力傳遞機制。具體研究內(nèi)容及成果如下:根據(jù)集料在瀝青混合料中的骨架填充作用,提出了集料顆粒分級方法,確定了主骨架顆粒、干涉顆粒和填充顆粒的粒徑范圍。通過CPM模型計算多級顆粒的虛擬堆積密實度,結(jié)合級配曲線計算堆積體的體積和形成空隙的體積,進而提出了干涉系數(shù)和填充系數(shù)的計算方法,并計算不同瀝青混合料干涉系數(shù)和填充系數(shù)�；诠I(yè)CT獲取... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：153 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 顆粒材料堆積理論研究
        1.2.2 基于圖像的細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)提取算法研究
        1.2.3 瀝青混合料細(xì)觀結(jié)構(gòu)特性研究
        1.2.4 數(shù)字散斑方法應(yīng)變場分布規(guī)律研究
        1.2.5 離散單元法瀝青混合料力學(xué)響應(yīng)研究
        1.2.6 文獻綜述分析
    1.3 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
第2章 瀝青混合料骨架填充體系評價方法研究
    2.1 顆粒材料級配理論
        2.1.1 顆粒堆積理論
        2.1.2 Fuller顆粒級配最大密度理論
        2.1.3 Bailey級配設(shè)計方法
        2.1.4 主骨架顆粒理論
    2.2 基于顆粒堆積理論的顆粒分級方法
    2.3 顆粒骨架填充體系評價方法
        2.3.1 CPM模型顆粒堆積密實度計算方法
        2.3.2 干涉填充系數(shù)計算方法
        2.3.3 不同級配瀝青混合料干涉填充系數(shù)計算
    2.4 本章小結(jié)
第3章 瀝青混合料細(xì)觀結(jié)構(gòu)識別算法研究
    3.1 圖像獲取方法及試驗原材料性質(zhì)
        3.1.1 工業(yè)CT圖像獲取方法
        3.1.2 試驗原材料基本性質(zhì)
    3.2 瀝青混合料斷面圖像分割及細(xì)觀結(jié)構(gòu)信息提取
        3.2.1 不同類型圖像灰度分布特征研究
        3.2.2 圖像增強及降噪方法優(yōu)化
        3.2.3 圖像分割算法選擇及效果分析
    3.3 圖像分割效果級配驗證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 骨架填充體系細(xì)觀結(jié)構(gòu)特性表征
    4.1 集料骨架細(xì)觀結(jié)構(gòu)特性研究
        4.1.1 骨架顆粒之間接觸的計算方法
        4.1.2 干涉系數(shù)有效性驗證
        4.1.3 骨架顆粒接觸點數(shù)量分析
    4.2 瀝青砂漿分布特性研究
        4.2.1 填充系數(shù)有效性驗證
        4.2.2 有效砂漿膜厚度分布規(guī)律
    4.3 空隙三維體積及空間分布研究
        4.3.1 三維空隙體積分布
        4.3.2 三維空隙空間位置分布
        4.3.3 三維空隙體積分布和位置分布分形特征
    4.4 本章小結(jié)
第5章 骨架填充體系局部化變形機理研究
    5.1 數(shù)字散斑方法基本原理及測試參數(shù)優(yōu)化
        5.1.1 數(shù)字散斑方法基本原理介紹
        5.1.2 細(xì)觀變形測試精度分析及參數(shù)優(yōu)化
    5.2 瀝青砂漿位置應(yīng)變場提取方法
    5.3 填充瀝青砂漿應(yīng)變場分布規(guī)律
        5.3.1 瀝青砂漿應(yīng)變場時域演化規(guī)律
        5.3.2 試驗溫度對高應(yīng)變區(qū)分布影響
        5.3.3 加載速度對高應(yīng)變區(qū)分布影響
    5.4 骨架顆粒與瀝青砂漿應(yīng)變場分布的關(guān)系
    5.5 本章小結(jié)
第6章 骨架填充體系應(yīng)力傳遞規(guī)律研究
    6.1 離散單元法基本原理及模型構(gòu)建
        6.1.1 離散單元法基本方程
        6.1.2 基于圖像的離散元幾何模型構(gòu)建
        6.1.3 不同顆粒之間接觸模型設(shè)置
    6.2 瀝青砂漿粘彈性模型參數(shù)獲取及模型驗證
        6.2.1 瀝青砂漿材料基本信息
        6.2.2 瀝青砂漿粘彈性模量參數(shù)獲取
        6.2.3 瀝青混合料離散元模型驗證
    6.3 細(xì)觀結(jié)構(gòu)和砂漿屬性對接觸力傳遞影響規(guī)律
        6.3.1 細(xì)觀結(jié)構(gòu)對集料接觸力的影響
        6.3.2 細(xì)觀結(jié)構(gòu)對砂漿接觸力的影響
        6.3.3 瀝青砂漿性能對集料接觸力的影響
        6.3.4 瀝青砂漿性能對砂漿接觸力的影響
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3142305