發(fā)布時間：2023-05-20 06:27

　　瀝青路面損傷問題一直是道路領(lǐng)域的重點和難點。由于瀝青混合料屬于非均勻材料,其內(nèi)部包含瀝青、礦粉、集料和空隙等不同特性的成分,傳統(tǒng)基于宏觀唯象理論的路面力學分析方法難以有效地考慮混合料內(nèi)部各成分之間的相互作用行為,也無法準確地描述瀝青路面的損傷特性。為了揭示瀝青路面的黏彈性損傷機理,實現(xiàn)對路面開裂行為的準確預測,本研究建立了二維多尺度有限元分析模型,考慮了瀝青路面的細觀結(jié)構(gòu)和宏觀受力特點,對路面結(jié)構(gòu)在不同尺度下的受力狀態(tài)進行了模擬,并且對路面結(jié)構(gòu)中的水平應力分布和損傷分布進行了系統(tǒng)的研究:(1)借助數(shù)字圖像處理技術(shù)建立了瀝青混合料的二維細觀尺度有限元模型。為保證模型的準確性,對瀝青混合料試件的真實截面圖像進行了處理。采用中值濾波處理、分段線性灰度變換、基于標記符的分水嶺分割和基于經(jīng)典的Douglas-Peucker算法的多邊形逼近等手段獲取了瀝青混合料內(nèi)部粗集料分布特性,并討論和驗證了以上處理手段的有效性。(2)利用有限元軟件ABAQUS在軸對稱坐標系下建立了瀝青路面宏觀尺度和細觀尺度有限元模型。在細觀尺度下,定義能夠表征瀝青混合料宏觀力學特性的最小體積單元為代表性體積單元(RVE)。在...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于傳統(tǒng)力學方法的瀝青路面開裂問題研究
        1.2.2 基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的瀝青混合料細觀結(jié)構(gòu)分析方法研究
        1.2.3 基于多尺度分析的瀝青路面力學響應問題研究
        1.2.4 基于黏結(jié)單元的瀝青路面損傷行為研究
    1.3 存在的問題
    1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
2 室內(nèi)試驗材料性能及試件制備
    2.1 材料性能指標
        2.1.1 瀝青基本性能
        2.1.2 集料和礦粉基本性能
    2.2 瀝青混合料配合比設計
        2.2.1 瀝青混合料級配
        2.2.2 瀝青混合料最佳瀝青用量確定
    2.3 瀝青砂漿配合比設計
        2.3.1 瀝青砂漿級配
        2.3.2 瀝青砂漿最佳瀝青用量確定
    2.4 實驗室試件制備
        2.4.1 動態(tài)模量試驗試件制備
        2.4.2 半圓形彎拉試驗試件制備
    2.5 本章小結(jié)
3 細觀尺度有限元模型建立
    3.1 瀝青混合料截面數(shù)字圖像采集
    3.2 數(shù)字圖像處理
        3.2.1 圖像濾波
        3.2.2 灰度變換
        3.2.3 形態(tài)學處理
        3.2.4 圖像分割
        3.2.5 多邊形逼近
    3.3 有限元模型建立
    3.4 本章小結(jié)
4 多尺度有限元模型結(jié)構(gòu)信息以及參數(shù)確定
    4.1 多尺度有限元模型結(jié)構(gòu)信息
        4.1.1 宏觀尺度模型
        4.1.2 細觀尺度模型
    4.2 多尺度有限元模型參數(shù)確定
        4.2.1 細觀尺度模型黏彈性參數(shù)
        4.2.2 細觀尺度模型斷裂參數(shù)
        4.2.3 細觀尺度模型參數(shù)匯總
        4.2.4 宏觀尺度模型黏彈性參數(shù)
        4.2.5 宏觀尺度模型參數(shù)匯總
    4.3 本章小結(jié)
5 瀝青路面損傷多尺度分析
    5.1 多尺度分析過程
    5.2 多尺度分析結(jié)果
        5.2.1 分析(1):瀝青路面水平應力分布
        5.2.2 分析(2):黏結(jié)單元僅發(fā)生正向開裂
        5.2.3 分析(3):黏結(jié)單元發(fā)生正向和切向混合開裂
        5.2.4 分析(4):蠕變加載結(jié)果
    5.3 本章小結(jié)
6 考慮溫度場影響的瀝青路面損傷多尺度分析
    6.1 熱力學基本原理和有限元溫度場建立
        6.1.1 熱力學基本原理
        6.1.2 多尺度有限元模型熱傳導分析預定義
        6.1.3 熱傳導分析參數(shù)
        6.1.4 宏觀和細觀尺度溫度場分布結(jié)果
    6.2 考慮溫度場影響的瀝青路面損傷多尺度分析結(jié)果
        6.2.1 分析(1):瀝青路面水平應力分布
        6.2.2 分析(2):瀝青路面損傷分布
    6.3 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文及參與科研項目情況
致謝



本文編號：3820720