[發明專利]一種瀝青混合料的半圓彎曲數值試驗方法

有效

• 申請號: 201711454839.2
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108181185B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 任皎龍;賈致榮;張世義
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20;G01N1/28
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李進

本發明提供了一種瀝青混合料的半圓彎曲數值試驗方法，涉及交通土建工程的技術領域。該半圓彎曲數值試驗方法，通過測定基本參數和微力學參數在PFC^2D平臺上構建模擬試件并模擬試驗過程，無需制作半圓彎曲室內試驗試件，提高了試驗效率，節約了研究成本；該半圓彎曲數值試驗方法在瀝青混合料力學特性分析中的應用，可便捷、準確地預測瀝青混合料抗裂性，揭示瀝青混合料宏細觀力學性狀變化規律，解決了現有技術中存在的缺乏一種便捷、準確地預測瀝青混合料半圓彎曲室內試驗過程中材料宏細觀力學行為的方法的技術問題。

技術領域

本發明涉及交通土建工程領域，尤其是涉及一種瀝青混合料的半圓彎曲數值試驗方法。

背景技術

交通土建工程領域中，抗裂性是瀝青混合料重要的路用性能指標。半圓彎曲室內試驗是今年來被廣泛采用的一種預測瀝青混合料抗裂性的試驗方法。半圓彎曲室內試驗的基本原理及步驟如下：(1)按目標配合比制備瀝青混合料圓柱體試件；(2)按半圓彎曲試件的尺寸要求，將瀝青混合料圓柱體試件進行切割；(3)對切割好的試件進行半圓彎曲加載試驗；(4)整理試驗結果得到瀝青混合料接觸力-位移曲線。

傳統半圓彎曲室內試驗方法存在如下缺陷：(1)半圓彎曲試件切割制備過程較繁瑣，也難以保證試件尺寸的精確性；(2)試驗結果離散度大，難以準確掌握瀝青混合料抗裂性變化規律；(3)無法深入研究瀝青混合料的細觀力學行為。因此，一種便捷、準確地預測瀝青混合料半圓彎曲室內試驗過程中材料宏細觀力學行為的方法是目前亟待解決的問題。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種瀝青混合料的半圓彎曲數值試驗方法，解決了現有技術中存在的缺乏一種便捷、準確地預測瀝青混合料半圓彎曲室內試驗過程中材料宏細觀力學行為的方法的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明特采用如下技術方案：

一種瀝青混合料的半圓彎曲數值試驗方法，所述試驗方法包括如下步驟：

(A)測定瀝青混合料基本參數，根據所述基本參數在PFC^2D平臺上建立物理模型，得到瀝青混合料模擬試件；

所述基本參數包括瀝青的粗集料的密度、瀝青砂漿的密度、瀝青混合料的密度和瀝青混合料的配合比；所述的粗集料是指瀝青混合料中粒徑大于1.18mm的集料。所述的瀝青砂漿是由瀝青、礦粉和粒徑小于1.18mm的集料組成的。所述的瀝青混合料配合比是指瀝青混合料的孔隙率、瀝青混合料中瀝青砂漿質量百分比和瀝青混合料中各規格粗集料的分計篩余百分率；

所述物理模型通過在PFC^2D平臺建立封閉區域，在所述封閉區域內建立母體顆粒和子顆粒，然后根據所述母體顆粒和所述子顆粒生成粗集料模塊、瀝青砂漿模塊和瀝青孔隙模塊，接著利用PFC^2D內置命令“delete”刪除所述封閉區域的兩片水平墻體和兩片豎直墻體，最后根據半圓彎曲室內試驗對試件尺寸的要求，利用PFC^2D內置命令“delete”刪除所述封閉區域內多余的子顆粒，得到所述瀝青混合料物理模型；

(B)賦予所述瀝青混合料模擬試件微力學參數描述所述瀝青混合料模擬試件的力學特性；

所述微力學參數包括粗集料的泊松比、粗集料的彈性模量、瀝青砂漿的動態模量和瀝青砂漿的相位角；

(C)在PFC^2D平臺中模擬半圓彎曲室內試驗的加載裝置和加載過程，得到軸向接觸力與軸向位移的關系曲線。

進一步的，所述封閉區域為通過PFC^2D內置命令“wall”生成兩片豎直墻體和兩片水平墻體組成的矩形區域；

優選地，所述豎直墻體和所述水平墻體的長度比為1:2。