【摘 要】
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现有研究表明,沥青路面发生的早期损害大多与沥青路面抗剪强度不足有直接关系。随着我国交通事业的发展,路面病害出现的也越来越频繁。目前对沥青混合料抗剪性能的研究大多停留在室内宏观试验层面,没有从材料的细观角度分析其破坏特性。本文采用离散元方法,从细观层面分析了沥青混合料的剪切特性,所做的主要工作如下:（1）利用两种方法生成了沥青混合料数值模型。一种是通过编写FISH函数利用ball distribut
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现有研究表明,沥青路面发生的早期损害大多与沥青路面抗剪强度不足有直接关系。随着我国交通事业的发展,路面病害出现的也越来越频繁。目前对沥青混合料抗剪性能的研究大多停留在室内宏观试验层面,没有从材料的细观角度分析其破坏特性。本文采用离散元方法,从细观层面分析了沥青混合料的剪切特性,所做的主要工作如下:（1）利用两种方法生成了沥青混合料数值模型。一种是通过编写FISH函数利用ball distribute命令生成指定级配的数值模型。第二种是利用外部软件Unity3D生成指定级配的颗粒,导出颗粒的位置和半径信息,通过编写FISH函数将颗粒信息读入PFC3D,生成混合料试件模型。生成颗粒模型后,利用颗粒膨胀法压实模型。最后将上述两种方法生成的级配与理论级配进行了对比,检测了模型的配位数、空隙率以及不平衡力,表明了这两种方法的可行性。（2）基于PFC3D,模拟了沥青混合料单轴压缩试验。选取平行黏结接触模型模拟试件中沥青胶浆的粘结作用。分析了模型中的接触细观参数,有效模量E（9）、黏结强度?c、?c及摩擦系数?对试件的压缩模量和破坏强度的影响。以室内单轴压缩试验结果为依据,标定混合料模型在20℃下的细观参数。分析了单轴压缩过程中模型颗粒位移的变化、裂隙的发展以及接触力的变化等细观力学特性。（3）基于PFC3D,模拟了沥青混合料三轴剪切试验。以已有的室内三轴压缩试验结果为依据,标定混合料模型在60℃下的细观参数。得到了试件在不同围压138k Pa、276k Pa、414k Pa下的应力应变曲线图。分析了三轴压缩过程中模型颗粒位移的变化、裂隙的发展以及接触力的变化等细观力学特性。（4）基于初始模型的建立方法,生成了粒径大于4.75mm的粗粒式SMA-13沥青混合料数值模型。采用了一种新的方法,即“顶部墙体旋转法”对SMA-13沥青混合料试件进行了扭转剪切数值试验模拟。基于课题组开发的旋转剪切试验仪,测得SMA-13沥青混合料试件在20℃条件下的力学参数。对比了扭转剪切试验仿真模拟得到的结果与室内试验的结果,证明了在PFC3D中采用“顶部墙体旋转法”来模拟扭矩的施加的合理性。分析了模型中接触的细观参数,有效模量E（9）、黏结强度?c、?c、摩擦系数?以及刚度比k（9）对试件的剪切模量和破坏强度的影响。分析了扭转剪切过程中模型颗粒位移的变化、裂隙的发展以及接触力的变化等细观力学特性。
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