【摘要】：瀝青混凝土具有復(fù)雜的力學(xué)和熱學(xué)特性,因此很難用宏觀參數(shù)對其進(jìn)行量化評價(jià),當(dāng)前出現(xiàn)用細(xì)觀結(jié)構(gòu)來預(yù)估瀝青混凝土的宏觀材料特性。為了研究細(xì)觀結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)對瀝青混凝土宏觀力學(xué)和熱學(xué)特性的影響,本文提出一種三維正方體集料投放算法,在考慮真實(shí)集料體積分布規(guī)律的基礎(chǔ)上,給出一種包含正方體集料、瀝青砂漿、界面和孔隙的四相體三維細(xì)觀數(shù)值建模方法。反算獲得細(xì)觀材料參數(shù),代入數(shù)值模型中進(jìn)行仿真分析,從而預(yù)估瀝青混凝土宏觀力學(xué)和熱學(xué)特性。首先,依據(jù)圓形和方形集料投放算法成型不同級配的二維數(shù)值模型,代入瀝青砂漿和集料參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算,研究集料形狀、級配和空間位置對二維數(shù)值模型頂面壓縮變形的影響。其次,在三維集料投放算法的基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)的四相體三維數(shù)值建模方法。通過對真實(shí)試件切面中的集料橫截面進(jìn)行面積識(shí)別分檔統(tǒng)計(jì)其個(gè)數(shù),將識(shí)別結(jié)果與不同數(shù)值模型切面的識(shí)別結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證瓦拉文公式的適用范圍及三維數(shù)值建模方法的合理性。為了驗(yàn)證基于細(xì)觀結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)預(yù)估瀝青混凝土宏觀力學(xué)和熱學(xué)特性的合理性,分別建立考慮真實(shí)集料體積分布的三維數(shù)值模型,代入各相材料參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。最后,分別用松弛試驗(yàn)和熱學(xué)試驗(yàn)結(jié)果對力學(xué)和熱學(xué)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明本文提出的考慮真實(shí)集料體積分布的數(shù)值建模方法具有合理性,用細(xì)觀結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)可以有效預(yù)估瀝青混凝土的宏觀力學(xué)和熱學(xué)特性。
[Abstract]:Asphalt concrete has complex mechanical and thermal properties, so it is difficult to evaluate it quantitatively by macroscopical parameters. At present, meso-structure is used to predict the macroscopic material characteristics of asphalt concrete. In order to study the effect of meso-structure and material parameters on the macroscopic mechanical and thermal properties of asphalt concrete, a three-dimensional cube aggregate placement algorithm is proposed in this paper, on the basis of considering the law of volume distribution of real aggregate. In this paper, a three-dimensional meso-numerical modeling method of four-phase body including cube aggregate, bituminous mortar, interface and pore is presented. The mesoscopic material parameters are obtained by inverse calculation, and the simulation analysis is carried out in the numerical model to predict the macroscopic mechanical and thermal properties of asphalt concrete. Firstly, according to the circular and square aggregate dropping algorithm, the two-dimensional numerical model with different gradation is formed, and the parameters of asphalt mortar and aggregate are added to analyze and calculate, and the shape of aggregate is studied. The effects of gradation and spatial position on the top compression deformation of the two-dimensional numerical model. Secondly, an improved three-dimensional numerical modeling method for four-phase bodies is proposed based on the three dimensional aggregate placement algorithm. By counting the number of aggregate cross-section in the real sample, the recognition results are compared with those of different numerical models. The applicability of the Varavan formula and the rationality of the three-dimensional numerical modeling method are verified. In order to verify the rationality of predicting the macroscopic mechanical and thermal properties of asphalt concrete based on meso-structure and material parameters, a three-dimensional numerical model considering the volume distribution of real aggregate is established, and the parameters of each phase are analyzed and calculated. Finally, the mechanical and thermal simulation results are verified by relaxation test and thermal test respectively. The results show that the numerical modeling method considering the volume distribution of real aggregate is reasonable, and the macroscopic mechanical and thermal properties of asphalt concrete can be effectively predicted by using the mesoscopic structure and material parameters.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U414

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本文編號：2383464