瀝青混凝土材料的各向異性及其對路面結(jié)構(gòu)受力的影響.pdf

1、瀝青混凝土材料作為非均勻材料，由于骨料分布的不均勻性以及壓實過程中所受到的單向荷載作用等因素，瀝青混凝土的材料特性具有一定的方向依賴性，力學特征在不同方向上也有不同的表現(xiàn)，即具有各向異性的特性。將瀝青混凝土看作均質(zhì)、各向同性的材料，進行瀝青路面的分析研究，使得理論分析結(jié)果與實際有差異。目前對于瀝青混凝土各向異性的研究，認為在垂直于壓實方向的水平面上的兩個方向材料特性是相同的，而沿著壓實方向的垂直方向上材料特性是不同的，即為橫觀各向同性特

2、性。本文以AC-20為研究對象，通過對這一級配的瀝青混合料的各向異性特征分析，來推斷其他級配瀝青混合料的各向異性特性。
　　 首先，對瀝青混凝土各向異性的成因進行分析。本文從試件在壓實過程中受單向荷載作用下集料的排列方面，來研究影響瀝青混凝土的各向異性的成因。以旋轉(zhuǎn)壓實方法成型試件，并切割得到試件的垂直切片，利用圖像處理技術分析試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，得到各集料顆粒的分布規(guī)律，并進行統(tǒng)計分析得到各集料范圍的分布排列與各向異性度的關系。

3、r>　　 其次，設計瀝青混凝土的性能試驗。瀝青混凝土隨著荷載和溫度等試驗條件的變化，其材料性能會有明顯的變化，本文采用常用的面層混合料AC-20，通過設計試驗得到瀝青混凝土不同方向的材料參數(shù)，包括回彈模量、泊松比等，為路面彈性力學分析確定彈性材料參數(shù)。并建立材料的蠕變模型，回歸分析材料用于蠕變分析的三參數(shù)，為車轍分析確定特定溫度下的材料參數(shù)。
　　 再次，利用試驗得到的瀝青混凝土基本材料參數(shù)，結(jié)合有限元分析軟件建立路面計算模型

4、，代入瀝青混凝土的各向異性材料參數(shù)，計算在標準荷載作用下的路面響應情況，并與在各向同性材料參數(shù)條件下得到的路面應力數(shù)據(jù)進行比較，得到更符合實際的路面應力結(jié)果。分別設定面層的回彈模量、泊松比和蠕變參數(shù)的各向異性度，分析在不同的各向異性度作用下，路面內(nèi)部應力所受到的影響情況。
　　 最后，利用以上得到的各向異性材料參數(shù)對于路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應力分析結(jié)果，基于現(xiàn)有的瀝青路面設計方法，添加各向異性參數(shù)對瀝青路面設計進行改進，并通過一個設計實