本文選題：瀝青混合料　切入點：高溫性能　出處：《東南大學》2015年碩士論文

【摘要】：瀝青混合料高溫性能不足會導致瀝青路面在行車荷載的作用下出現車轍,起皺,推移,擁包等病害,其中車轍會影響路面的平整度,降低路面的抗滑能力,甚至影響行車的舒適和安全。傳統的室內試驗方法不僅需要消耗大量時間和成本,而且鑒于瀝青混合料材料的不均勻性和復雜性,室內研究方法的重復性和再現性較差。離散元方法可為瀝青混合料的性能分析提供輔助手段,對提高瀝青路面的使用性能具有重要意義。論文利用離散元方法對瀝青混合料的高溫性能進行了分析：首先,基于瀝青混合料三相組成的結構特征,構建代表不同組分的模型,最終得到了具有級配特征以及粗集料表征能力的瀝青混合料離散元顆粒模型。其次,通過完成室內試驗,通過宏觀參數與微觀參數的轉化關系,得到瀝青混合料虛擬試件各組分間的微觀接觸參數,將室內試驗與虛擬試驗結果進行對比。再次,通過變化不同的級配及混合料的油石比,進行相應數字試件的虛擬單軸蠕變試驗,分析各檔集料和瀝青用量對混合料高溫性能影響的主次關系。其中,瀝青用量對高溫性能影響最大,其次是4.75-9.5mm集料,再次為9.5-13.2mm集料。最后,保證瀝青砂漿的微觀接觸參數不變,變化瀝青混合料2.36mm以上粗集料的含量,分析虛擬試驗的結果,并對不同級配瀝青混合料的接觸力,速率,位移參數進行微觀分析。研究發(fā)現：接觸力,速率,位移都可以預測瀝青混合料的高溫性能。若砂漿內部、砂漿與集料之間的受力越均勻,或者粗集料之間的接觸力均值越小,瀝青混合料的高溫性能越好；若粗集料的豎向位移和移動角越小,瀝青混合料的高溫性能越好；若試件的宏觀應變速率或集料平動、轉動速率越小,且集料在受荷載方向平動達到第一個速率峰值時昕對應的時步數更小,瀝青混合料的高溫性能越好。另外,對高溫荷載下不同粒徑粗集料的相應進行分析,可以發(fā)現：粗集料的粒徑越小,發(fā)生大范圍豎向位移的概率越�。狠^細粒徑的粗集料更易發(fā)生橫向移動,其轉動角更大。在進行中面層AC-20瀝青混合料的級配設計時,論文建議4.75-9.5mm,9.5-13.2mmm集料質量分數不低于集料總質量的20%和15%。在控制集料4.75mm篩孔通過率低于45%的同時,建議2.36-4.75nm集料的質量分數不低于總質量的15%。
[Abstract]:The lack of high temperature performance of asphalt mixture will lead to rutting, wrinkling, moving, packing and other diseases of asphalt pavement under the action of driving load, among which rutting will affect the smoothness of road surface and reduce the ability of road surface to resist sliding.Even affect the comfort and safety of driving.The traditional indoor test method not only consumes a lot of time and cost, but also has poor repeatability and reproducibility due to the heterogeneity and complexity of asphalt mixture materials.Discrete element method can provide auxiliary means for performance analysis of asphalt mixture, and it is of great significance to improve the performance of asphalt pavement.In this paper, the high temperature performance of asphalt mixture is analyzed by discrete element method. Firstly, based on the structural characteristics of the three-phase composition of asphalt mixture, a model representing different components is constructed.Finally, the discrete element particle model of asphalt mixture with gradation and coarse aggregate characterization is obtained.Secondly, the microscopic contact parameters of each component of virtual asphalt mixture are obtained by completing the indoor test and transforming the macro and micro parameters, and the results of indoor test and virtual test are compared.Thirdly, the virtual uniaxial creep tests of the corresponding digital specimens are carried out by changing the gradation and the asphalt ratio of the mixture, and the primary and secondary relationship of the influence of the aggregate and asphalt content on the high temperature performance of the mixture is analyzed.Among them, asphalt content has the greatest influence on high temperature performance, followed by 4.75-9.5mm aggregate and 9.5-13.2mm aggregate.Finally, the microcosmic contact parameters of asphalt mortar are kept constant, the content of coarse aggregate above 2.36mm is changed, the results of virtual test are analyzed, and the contact force, velocity and displacement parameters of asphalt mixture with different gradation are analyzed microscopically.It is found that contact force, rate and displacement can predict the high temperature performance of asphalt mixture.If the internal force between mortar and aggregate is uniform, or the average contact force between coarse aggregate is smaller, the high temperature performance of asphalt mixture is better, if the vertical displacement and moving angle of coarse aggregate are smaller,The better the high temperature performance of asphalt mixture is, the smaller the rotation rate is if the macroscopic strain rate of the specimen or the translational movement of the aggregate, and the smaller the number of time steps corresponding to the first peak rate of the aggregate in the direction of load.The better the high temperature performance of asphalt mixture.In addition, the corresponding analysis of coarse aggregate with different particle size under high temperature load shows that the smaller the size of coarse aggregate is, the smaller the probability of occurrence of large vertical displacement is, and the more easily the coarse aggregate with smaller particle size moves laterally and its rotation angle is larger.When the gradation design of AC-20 asphalt mixture is carried out, it is suggested that the aggregate mass fraction of 4.75-9.5 mm and 9.5-13.2 mm should not be lower than 20% and 15% of the aggregate total mass.While controlling the pass rate of 4.75mm sieve hole less than 45%, it is suggested that the mass fraction of 2.36-4.75nm aggregate should not be lower than 15% of the total mass.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U414

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本文編號：1704431