[发明专利]一种沥青混合料的半圆弯曲数值试验方法

说明书

本发明提供了一种沥青混合料的半圆弯曲数值试验方法，涉及交通土建工程的技术领域。该半圆弯曲数值试验方法，通过测定基本参数和微力学参数在PFC^2D平台上构建模拟试件并模拟试验过程，无需制作半圆弯曲室内试验试件，提高了试验效率，节约了研究成本；该半圆弯曲数值试验方法在沥青混合料力学特性分析中的应用，可便捷、准确地预测沥青混合料抗裂性，揭示沥青混合料宏细观力学性状变化规律，解决了现有技术中存在的缺乏一种便捷、准确地预测沥青混合料半圆弯曲室内试验过程中材料宏细观力学行为的方法的技术问题。

技术领域

本发明涉及交通土建工程领域，尤其是涉及一种沥青混合料的半圆弯曲数值试验方法。

背景技术

交通土建工程领域中，抗裂性是沥青混合料重要的路用性能指标。半圆弯曲室内试验是今年来被广泛采用的一种预测沥青混合料抗裂性的试验方法。半圆弯曲室内试验的基本原理及步骤如下：(1)按目标配合比制备沥青混合料圆柱体试件；(2)按半圆弯曲试件的尺寸要求，将沥青混合料圆柱体试件进行切割；(3)对切割好的试件进行半圆弯曲加载试验；(4)整理试验结果得到沥青混合料接触力-位移曲线。

传统半圆弯曲室内试验方法存在如下缺陷：(1)半圆弯曲试件切割制备过程较繁琐，也难以保证试件尺寸的精确性；(2)试验结果离散度大，难以准确掌握沥青混合料抗裂性变化规律；(3)无法深入研究沥青混合料的细观力学行为。因此，一种便捷、准确地预测沥青混合料半圆弯曲室内试验过程中材料宏细观力学行为的方法是目前亟待解决的问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沥青混合料的半圆弯曲数值试验方法，解决了现有技术中存在的缺乏一种便捷、准确地预测沥青混合料半圆弯曲室内试验过程中材料宏细观力学行为的方法的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：

一种沥青混合料的半圆弯曲数值试验方法，所述试验方法包括如下步骤：

(A)测定沥青混合料基本参数，根据所述基本参数在PFC^2D平台上建立物理模型，得到沥青混合料模拟试件；

所述基本参数包括沥青的粗集料的密度、沥青砂浆的密度、沥青混合料的密度和沥青混合料的配合比；所述的粗集料是指沥青混合料中粒径大于1.18mm的集料。所述的沥青砂浆是由沥青、矿粉和粒径小于1.18mm的集料组成的。所述的沥青混合料配合比是指沥青混合料的孔隙率、沥青混合料中沥青砂浆质量百分比和沥青混合料中各规格粗集料的分计筛余百分率；

所述物理模型通过在PFC^2D平台建立封闭区域，在所述封闭区域内建立母体颗粒和子颗粒，然后根据所述母体颗粒和所述子颗粒生成粗集料模块、沥青砂浆模块和沥青孔隙模块，接着利用PFC^2D内置命令“delete”删除所述封闭区域的两片水平墙体和两片竖直墙体，最后根据半圆弯曲室内试验对试件尺寸的要求，利用PFC^2D内置命令“delete”删除所述封闭区域内多余的子颗粒，得到所述沥青混合料物理模型；

(B)赋予所述沥青混合料模拟试件微力学参数描述所述沥青混合料模拟试件的力学特性；

所述微力学参数包括粗集料的泊松比、粗集料的弹性模量、沥青砂浆的动态模量和沥青砂浆的相位角；

(C)在PFC^2D平台中模拟半圆弯曲室内试验的加载装置和加载过程，得到轴向接触力与轴向位移的关系曲线。

进一步的，所述封闭区域为通过PFC^2D内置命令“wall”生成两片竖直墙体和两片水平墙体组成的矩形区域；

优选地，所述竖直墙体和所述水平墙体的长度比为1:2。