沥青混凝土试件集料特征细观力学分析

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发布时间：2021-10-07

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沥青混凝土试件集料特征细观力学分析
朱俊骅，钟耀标，李阳，隆冰
(1．合肥工业大学交通运输工程学院，合肥 230009；2．北京交通大学交通运输学院，北京 100044)
摘要：为研究集料形状、级配和空间位置对沥青混凝土材料竖向变形的影响，依据 Ac一20沥青混凝土级配曲线和
瓦拉文公式分别确定方形和圆形集料投放数目，随机投放集料并生成数值试件，通过室内试验获取材料参数后对数
值试件进行数值仿真分析。结果表明：集料级配曲线中最大集料与数值试件尺寸比小于 19／300时能达到较好的仿
真精度；最大粒径集料的数目和空间位置对试件变形影响最大，但缺少某些档位的断级配集料曲线的试件变形性能
优于连续级配曲线，断去中间级配对试件变形的影响不大；圆形集料对断级配的敏感性高于方形集料。研究表明，
细观力学方法能较好地分析沥青混凝土的材料特性；集料的空间位置对数值试件竖向变形影响较大。
关键词：道路工程；沥青混凝土；细观力学；集料级配；数值分析
文章编号：1009—6477(2016)01—0037—05 中图分类号：U416．217 文献标识码：A
Micro—mechanical Analysis of Asphalt Concrete
Specimen Aggregate Characteristics
ZHU Junhua ，ZHONG Yaobiao ，LI Yang ，LONG Bing
Abstract：In order to study influences of shape， grading and spatial position of aggregates on vertical
deformation of asphalt concrete materials， this paper determines the quantity of square and round
aggregates put in according to grading curve of AC 一 20 asphalt concrete and W alraven formula，
respectively，puts in aggregates randomly and generates numerical specimen，and carries out numerical
simulation analysis for numerical specimen after acquisition of material parameters via indoor test． The
results show that better simulation precision can be achieved when the size ratio of the largest aggregate in
grading curve of aggregates to numerical specimen is less than 19／300；the quantity and spatial position of
aggregates at the maximum particle size have the biggest infl uence on deformation of specimen，however，
the deform ation performance of specimen in interrupted grading aggregate curve in shortage of some gears is
superior to continuous grading curve，the influence on deform ation of specimen after intermediate grading is
interrupted is not gr ate； the sensitivity of round aggregates to interrupted grading is higher than square
aggregates．The study shows that the micro mechanical method can better analyze material properties of
asphalt concrete； the spatial position of aggregates exhibits bigger infl uence on vertical deform ation of
numerical specimen．
Keywords：road project；asphalt concrete；micro mechanics；aggregate grading；numerical analysis
细观力学是用连续介质力学方法分析具有细观
结构材料的力学问题 J。通常，从特征尺寸和研究
方法侧重点的不同将混凝土内部结构分为 3个层
次：微观层次、细观层次和宏观层次。细观层次从分
子尺度到宏观尺度，其结构单元尺度变化范围在
10 cm至几 cm或更大。在此层次上，沥青混凝
收稿日期：2015—03—16
作者简介：朱俊骅 (1990一)，男，浙江省杭州市人，硕士研究生。
土被认为是一种由集料、沥青和孔隙等组成的复合
材料。对沥青混凝土本构模型的研究，Superpave设
计方法与传统 Marshall设计方法多限于用表象法研
究沥青混凝土的路用性能，缺少对沥青混凝土集料
形态、尺寸、棱角性、空间分布状况和沥青膜厚度等
细观指标的研究 j。目前出现通过细观力学方法