摘要：基于图像技术和三维离散元法,建立了具有真实空隙大小和分布以及随机空隙大小和分布的沥青混合料剪切疲劳微观力学模型,通过模拟不同集料粒径、用油量以及温度下的沥青混合料剪切疲劳寿命,研究了空隙分布特征对沥青混合料虚拟剪切疲劳寿命的影响,并将部分模拟结果与试验结果进行对比。结果表明:基于三维离散元法可以模拟沥青混合料剪切疲劳寿命,空隙特征对沥青混合料虚拟剪切疲劳寿命有较大影响。在相同模型参数条件下,具有真实空隙大小和分布的沥青混合料剪切疲劳寿命小于具有随机空隙大小和分布的沥青混合料剪切疲劳寿命,但与试验结果更为接近。此外,集料粒径和用油量也对沥青混合料剪切疲劳寿命有着显著影响。沥青混合料剪切疲劳寿命随集料粒径的增大而提高;在相同集料级配和试验温度时,在最佳用油量条件下的沥青混合料剪切疲劳寿命最大;在相同的集料级配和用油量时,沥青混合料剪切疲劳寿命随温度的升高而降低。

摘要：基于CT断层扫描和图像处理采集到的沥青混合料内部结构信息,采用Matlab软件编写程序获取混合料内部集料接触特性,借助颗粒流软件PFC3D建立混合料剪切疲劳试验三维离散元模型,模拟考虑损伤的沥青混合料剪切疲劳寿命,研究集料接触特性对沥青混合料剪切疲劳寿命的影响,并对模拟结果加以试验验证。研究结果表明,考虑疲劳损伤的沥青混合料剪切疲劳三维离散元法可以较好地模拟沥青混合料剪切疲劳试验,得到的剪切疲劳寿命模拟值与试验值误差较小。集料接触点和总接触长度对沥青混合料剪切疲劳寿命影响显著,集料接触点数越多,总接触长度越大,混合料的剪切疲劳寿命越大;水平截面上集料接触方位角对沥青混合料剪切疲劳寿命影响较小,其两者间相关性不明显。此外,集料粒径和空隙率对沥青混合料中集料接触特性有较大的影响。相同的试验条件下,沥青混合料内部集料接触点数和总接触长度随集料粒径的增大而增加,随空隙率的增大而减少。

摘要：现有沥青混合料疲劳性能研究,主要集中在混合料弯拉疲劳性能方面,有关混合料剪切疲劳性能的研究并不多,通过数值模拟来研究混合料剪切疲劳性能则更少。基于图像技术和内嵌损伤模型三维离散元法,以重复单轴贯入试验为载体,建立沥青混合料剪切疲劳试验微观力学模型,模拟不同工况,即不同温度和油石比条件下,沥青混合料剪切疲劳寿命,并通过已有的试验加以验证。研究结果表明,基于内嵌损伤模型三维离散元法可以较好地预估沥青混合料剪切疲劳寿命,温度和油石比对沥青混合料剪切疲劳寿命影响很大。同一沥青混合料,其剪切疲劳寿命随温度升高而降低;相同集料级配和温度,最佳用油量条件下沥青混合料剪切疲劳寿命最大。研究可为抗剪切疲劳沥青混合料设计提供借鉴与参考。