基于細觀結構的大孔隙環(huán)氧瀝青混合料強度機理研究.pdf

1、瀝青混合料由離散剛體和連續(xù)粘性膠結介質組成，為典型的多相復合體材料。一直以來，有關瀝青混合料的研究均局限于現(xiàn)象學的經驗方法，即通過大量的假設及實驗，從宏觀角度研究瀝青混合料的各種性能。這種方法不僅耗時耗資，而且結果的變異性較大，再現(xiàn)性差，使混合料性能與材料設計體系之間存在較大差距。瀝青混合料宏觀力學行為表現(xiàn)的不規(guī)則性、不確定性等特征，正是其細觀結構復雜性的反應。隨著計算機軟硬件水平的不斷提高，混合料細觀結構的研究成為可能，在數(shù)值模擬與實

2、際瀝青混合料結構具有近似的物理條件下，數(shù)值模擬可以取代部分試驗，并且能夠避開試驗中各種因素對于試驗結果的影響，用來研究瀝青混凝土材料的力學性能。
　　 在此背景下本文以大孔隙環(huán)氧瀝青混合料的細觀結構分析為主線，從瀝青混合料設計到瀝青混合料內部結構識別，進而建立大孔隙環(huán)氧瀝青混合料細觀結構模型，揭示大孔隙環(huán)氧瀝青混合料細觀結構內部集料、瀝青膠漿、空隙之間的應力應變響應與宏觀力學強度的相互關系。本文的主要研究結論如下：
　　

3、 (1)通過析漏試驗和飛散試驗確定大孔隙環(huán)氧瀝青混合料的最佳油石比為5.1％，在此基礎上對混合料的宏觀體積參數(shù)和和高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性等性能進行研究，研究表明大孔隙環(huán)氧瀝青混合料具有良好的力學性能，為后續(xù)瀝青混合料的細觀結構研究提供了載體。
　　 (2)通過數(shù)字圖像處理技術獲取了大孔隙環(huán)氧瀝青混合料試件斷面具有可幾何交換格式(．dxf)的文件；通過面積級配理論對混合料細觀級配分布進行研究，研究表明，圖像級配可以較好的

4、反映實際級配狀況，為基于數(shù)字圖像處理的有限元仿真建模提供了理論基礎。
　　 (3)基于數(shù)字圖像處理技術建立了瀝青混合料的細觀結構模型，通過細觀結構模型分別對大孔隙環(huán)氧瀝青混合料劈裂試驗細觀、宏觀模量，瀝青混合料細觀結構的應力分布，劈裂試驗細觀、宏觀混合料試件裂紋產生、擴展過程進行研究，研究表明數(shù)值模擬結果與室內宏觀試驗結果吻合良好，誤差較??；細觀結構數(shù)值仿真模型可以較好的模擬大孔隙環(huán)氧瀝青混合料的宏觀力學性能。
　　 本