提出了一种快速的骨料随机投放三维几何建模方法,适用于沥青混合料及其它离散分布多相材料的数值分析;提出了采用多次循环蠕变回复实验确定粘塑性本构参数的方法,建立了基于Schapery和Uzan模型的新的粘弹塑性模型,改进了现有积分型和微分型非线性粘弹塑性本构关系,获得了与实验结果更吻合的沥青砂和沥青混合料本构关系。依据"沥青+细集料=沥青砂;沥青砂+粗骨料=沥青混合料"的模式研究本构,并运用Hashin细观力学模型进行预测,研究表明幂率模型和改进的Cross模型反映出材料的稳态力学行为,揭示了由纯沥青到沥青砂过渡和由沥青砂再到沥青混合料过渡的复合材料力学行为的迁移,建立起复合材料组分(如集料体积配比)与稳态本构关系之间的联系。分析和比较材料的抗压强度和蠕变率两个指标,研究发现可将粒径2.36mm作为粗、细集料的分界线,可将沥青砂看作均质材料,然后将沥青混合料作为沥青砂与粗集料的两相复合材料体系加以研究,为实现沥青混合料配比设计提供了可能。进行了沥青混合料的车辙实验研究、小梁的疲劳与裂纹扩展实验研究,并与相应的数值分析结果相比较,探讨了温度/轮载/载荷间隙时间对车辙形成与裂纹扩展的影响。
英文主题词asphalt mixtures;viscoelastoplastic constitution;probolic finite element method;composite micromechanics;rutting of asphalt pavement