沥青混合料动态模量数值预测方法.pdf

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1、第25卷第4期中国公路学报VoI．25NO．42O12年7月ChinaJournal0fHighwayandTransportJuly2012文章编号：100卜7372(2012)04—0016-06沥青混合料动态模量数值预测方法万成，张肖宁，贺玲凤，王绍怀，段跃华(华南理工大学土木与交通学院，广东广州510640)摘要：为了更好地预测沥青混合料的动态模量，利用工业CT采集数字图像，并与数值模拟技术相结合，从三维细观尺度研究了混合料结构对其性能的影响。首先采用工业CT扫描沥青混合料试件，获取其内部的真实三维细观结构，再开发程序建立沥青混合料的三维数值试样。将沥青混合料中的集料设为弹性体

2、，将沥青砂胶设为粘弹性体，并采用修正的广义Maxwell模型表征，拟合出Prony级数的剪切松弛模量参数，作为有限元的输入参数。最后进行不同温度和频率下的沥青混合料间接拉伸动态模量数值模拟。结果表明：预测值和实测值吻合良好，基于三维细观尺度预测沥青混合料动态模量切实可行；该方法克服了传统沥青混合料数值模拟方法的局限性。关键词：道路工程；沥青混合料；数值试验；工业CT；三维数值试样；Prony级数中图分类号：U416．21文献标志码：ANumericalPredictionMethodforDynamicModulusofAsphaltMixtureWANCheng，ZHANGXiao—

3、ning，HELing—feng，WANGShao—huai，DUANYue-hua(SchoolofCivilEngineeringandTransportati0n，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，Guangdong。China)Abstract：Inordertopredictthedynamicmodulusofasphaltmixturemoreaccurately，withX—rayCTforthedigitalimageprocessingandnumericalsimulationtechnique，th

4、einfluenceofasphaltmixturestructureonitsmechanicalpropertieswasstudiedfrom3Dmicroscopicscale．Theasphaltmixturespecimenswerescannedtoobtaintherealinternal3DmicrostructurewithX-rayCT．Theprogramwasdevelopedtobuildup3Ddigitalspecimen．Aggregateswereassumedtobeelasticandsandmasticwasviscoelastic．Theyw

5、erecharacterizedbymodifiedGeneralizedMaxwellMode1．TheshearrelaxationmoduleparametersasfiniteelementparameterswereobtainedthroughfittingPronyseries．Finally，thenumericalsimulationofdynamicmodulusbasedonindirecttensiletestwaseonductedunderdifferenttemperaturesandloadingfrequencies．Theresultsindicat

6、ethatthepredictedvaluesagreewellwiththeactuallymeasuredvalues．Predictingdynamicmodulusofasphaltmixtureincorporatedwithreal3Dmicrostructurebasedonfiniteelementmethodisapromisingapplicationtoconductresearchonasphaltconcrete．Thismethodovercomesthedefectsofconventionalnumericalsimulationmethodofasph

7、altmixture．Keywords：roadengineering；asphaltmixture；digitaltest；X—rayCT；3Ddigitalspecimen；Pro—nyseries收稿日期：2011-09O7基金项目：国家自然科学基金重点项目(51038004)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(20112B0017)中国博士后科学基金项目(20110490092)作者简介：万成(1982一)，男，湖南益阳人，工学博士，