考虑骨料形态的沥青混合料细观数值建模方法

念腾飞; 韩召; 魏智强; 王国伟; 戈锦果; 李萍

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230420

吉林大学学报(工学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (02) : 639 -652. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230420

考虑骨料形态的沥青混合料细观数值建模方法

念腾飞, 韩召, 魏智强, 王国伟, 戈锦果, 李萍

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摘要

针对目前采用宏观均匀介质法与室内试验研究沥青混合料性能的局限性，本文提出一种沥青混合料细观尺度的数值建模计算方法。采用离散元PFC软件，构建具有真实形态的沥青混合料骨料，并利用缩放法建立沥青混合料离散元模型；通过动态剪切流变（DSR）试验和弯曲梁流变（BBR）试验，基于时温等效原理确定了沥青砂浆颗粒间Burgers模型的细观参数；采用单轴压缩和马歇尔劈裂试验，验证了离散元建模方法的可靠性。结果表明：通过ODEC算法填充包围盒可生成不规则形态的clump骨料；将遍历试件得到的浮点进行半径放大使浮点与相邻颗粒的距离缩短从而生成接触，可用于消除沥青混合料离散元模型内部浮点；利用离散元软件PFC所建立的沥青混合料模型，能够较好地模拟沥青混合料在低温状态下的力学行为。研究结果对开展沥青混合料细观力学研究与数值建模计算具有重要意义。