基于離散單元法的瀝青混凝土路面車轍研究.pdf

1、隨著高速公路的快速發(fā)展，瀝青混凝土路面因其表面平整、無接縫、施工期短等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用，但在使用期間，其高溫病害表現(xiàn)日趨嚴(yán)重，其中車轍病害最為突出。車轍是指在行車荷載的反復(fù)作用下，路面發(fā)生的不可恢復(fù)的永久變形。在我國常見的是W型流動(dòng)車轍，其特點(diǎn)是輪跡帶的瀝青混凝土在豎向車輛荷載作用下向下凹陷，同時(shí)輪跡帶兩側(cè)的瀝青混凝土向上隆起。車轍的產(chǎn)生使道路使用壽命下降，嚴(yán)重危害了行車的安全性和舒適性。本文采用宏觀室內(nèi)試驗(yàn)和離散單元方法，從材料組成及

2、其相互作用的角度對瀝青混凝土路面車轍破壞機(jī)理進(jìn)行研究，進(jìn)一步加深了對瀝青混凝土路面車轍的認(rèn)識。
　　本文從瀝青混合料的結(jié)構(gòu)類型和強(qiáng)度組成理論出發(fā)，分析了瀝青混凝土路面車轍的影響因素。借用NCHRP項(xiàng)目中基本簡單性能試驗(yàn)對SMA-13、AC-16和AC-20的瀝青混合料進(jìn)行動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)，通過試驗(yàn)中車轍因子參數(shù)判斷SMA-13抗車轍能力最佳，AC-16稍優(yōu)于AC-20。另外也對國內(nèi)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中的抗壓回彈模量參數(shù)進(jìn)行研究，與動(dòng)態(tài)模

3、量試驗(yàn)結(jié)論相符。最后采用了美國瀝青路面分析儀APA對瀝青混合料進(jìn)行車轍測試，分析了不同的加載頻率和荷載大小對車轍深度的影響，試驗(yàn)結(jié)果從宏觀角度說明了車轍深度與荷載作用次數(shù)的關(guān)系。
　　同時(shí)，本文采用了離散單元法PFC-2D數(shù)值軟件對瀝青混合料進(jìn)行了微觀仿真，以圓盤顆粒代表集料，以接觸模型代表瀝青在混合料中的作用。對單軸壓縮試驗(yàn)進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與宏觀試驗(yàn)中的應(yīng)力—應(yīng)變曲線匹配較好。另一方面對APA試驗(yàn)進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果同樣符合