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《瀝青混合料的細觀力學(xué)模型.docx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、瀝青混合料的細觀力學(xué)模型通過試驗方法可以直接研究瀝青混合料的力學(xué)性能，但周期較長、耗費大量的人力和材料。為此，相關(guān)研究人員更寄望于建立細觀力學(xué)模型對其力學(xué)性能進行預(yù)測，以及量化各項因素對其力學(xué)性能的影響。關(guān)于瀝青混合料細觀力學(xué)模型的研究主要有路易斯安那州立大學(xué)(LouisianaStateUniversity)的GuoqiangLi研究團隊和田納西大學(xué)(TheUniversityofTennessee)的BaoshanHuang研究團隊，這兩位學(xué)者及其團隊的研究成果基本引領(lǐng)了當今世界在瀝青混合料細觀力學(xué)模型領(lǐng)域的發(fā)展潮流，而兩支團隊
2、之間的合作更是代表著瀝青混合料細觀力學(xué)模型的未來發(fā)展趨勢。1999年，Li等在ChristensenandLo三相球模型的基礎(chǔ)上，考慮了中間過渡層的作用，提出了水泥混凝土有效體積模量預(yù)測的細觀力學(xué)模型[[27]GuoqiangLi,YiZhao,Su-SengPang,Four-phasespheremodelingofeffectivebulkmodulusofmixtures[J].CementandMixturesResearch,1999,(29):839-845.]。Li等(1999)在彈性力學(xué)和細觀理論的基礎(chǔ)上，提出了更
3、符合水泥混凝土細觀結(jié)構(gòu)的四相球模型，并用該模型來預(yù)測水泥混凝土的楊氏模量，對影響因素進行了分析[[28]GuoqiangLi,YiZhao,Su-SengPang,etal.EffectiveYoung’smodulusestimationofmixtures[J].CementandMixturesResearch1999,(29):1455-1462.]。隨后，Li研究團隊將細觀力學(xué)模型的應(yīng)用轉(zhuǎn)向瀝青混合料領(lǐng)域。1999年，Li等提出了瀝青混合料的三相球模型，將瀝青視為基體，集料為夾雜相，忽略空隙的影響作用，對瀝青混合料的彈性模
4、量進行預(yù)測，由于缺乏試驗結(jié)果，并沒有對該模型預(yù)測結(jié)果的準確性進行分析[[29]GuoqiangLi,YongqiLi,J.B.Metcalf,etal.Elasticmoduluspredictionofasphaltmixtures[J].JournalofMaterialsinCivilEngineering,1999,11(3):236-241.]。2005年，團隊成員Li和Metcalf將瀝青混合料視為粗集料和瀝青砂漿組成的兩相復(fù)合材料，進一步將瀝青砂漿看成由細集料和瀝青膠漿(瀝青與礦粉組成)組成的兩相復(fù)合材料，由此提出了預(yù)
5、測瀝青混合料的彈性模量的兩步法，結(jié)果表明預(yù)測值與試驗值較為接近[[30]Li,Y.Q.,MetcalfJ.B.Two-stepapproachtopredictionofasphaltmixturesmodulusfromtwo-phasemicromechanicalmodels[J].J.Mater.Civ.Eng.,2005,17(4):407-415.]。2005年，Huang研究團隊與Li進行合作，對含有中間過渡層(Intermediatetransitionlayer,ITL)的瀝青混合料細觀結(jié)構(gòu)進行探討，研究表明ITL
6、可以減少界面的應(yīng)力—應(yīng)變集中現(xiàn)象，并通過室內(nèi)試驗和有限元分析對ITL的真實存在性作了初步驗證[[31]BaoshanHuang,GuoqiangLi,XiangShu.Investigationintothree-layeredHMAmixtures[J].Composites,2006,PartB,(37):679-690.]。2007年，Huang等在已有研究成果的基礎(chǔ)上，提出了含有ITL的瀝青混合料細觀力學(xué)模型，并分析了ITL的模量對于瀝青混合料彈性性能的影響，但該模型的預(yù)測精度還有待進一步驗證[[32]BaoshanHuan
7、g,XiangShu,GuoqiangLi.Analyticalmodelingofthree-layeredHMAmixtures[J].InternationalJournalofGeomechanics,2007,7(2),140-147.]。盡管上述細觀力學(xué)模型可以用來預(yù)測瀝青混合料的力學(xué)性能，但都僅限于彈性范疇，將彈性細觀力學(xué)模型過渡至黏彈性范圍便成為一個必然的研究課題。Shu和Huang(2007,2008)將瀝青混合料視為兩層材料，即瀝青膠漿裹附的集料夾雜在的瀝青混合料等效介質(zhì)中，并考慮了集料尺寸、級配組成和空隙影響，
8、應(yīng)用細觀力學(xué)理論和黏彈性對應(yīng)原理推導(dǎo)出瀝青混合料的動態(tài)模量預(yù)測表達式，并將預(yù)測值與試驗值進行對比，發(fā)現(xiàn)在較高頻率下預(yù)測值與試驗值較為接近，但整體預(yù)測值較試驗值偏低[[33]XiangShu,BaoshanHuang.Micromech
