反射裂纹在大粒径多空隙沥青混合料中的扩展行为研究

大粒径多空隙沥青混合料比普通细粒式或中粒式沥青混合料具有更优良的抗裂性能，反射裂缝（纹）在大粒径多空隙沥青混合料中的扩展路径和扩展速率与普通沥青混合料存在明显差异。由于沥青混合料的宏观破坏行为是其细观尺度上损伤演化累积与发展的结果，基于此，从大粒径多空隙沥青混合料的细观结构入手，通过试验和CT数字图像技术得到集料、沥青胶浆及两者之间界面层的初始细观结构损伤张量，确定细观单元的破坏准则，建立包含集料、沥青胶浆、界面层和空隙在内的细观损伤本构模型；采用有限元法和MTS疲劳试验相结合的方法，研究荷载及温度作用下大粒径多空隙沥青混合料细观损伤演化过程，模拟带有原始缺陷（混凝土板接缝）的大粒径多空隙沥青混合料内部细观裂纹萌生、扩展直至宏观裂纹形成的全过程，实现细度损伤与宏观力学性能劣化的联系，揭示大粒径多空隙沥青混合料阻滞反射裂纹的机理。

一、项目的背景. 目前关于大粒径多空隙沥青混合料防裂机理的研究仍处于初级阶段，鲜有人对反射裂纹在多空隙沥青混合料中的扩展机理从宏细观层次进行理论分析和试验研究，尤其是对反射裂纹在大粒径多空隙沥青混合料中的扩展行为研究则几乎未见。因此，本课题从宏观和细观角度对大粒径多空隙沥青混合料阻裂机理进行研究可进一步揭示其阻裂机理。该项目的研究工作具有重要的理论意义和学术价值，可为沥青加铺层的抗裂设计提供力学依据。.二、主要研究内容. 从大粒径多空隙沥青混合料的细观结构入手，通过试验和CT数字图像技术得到集料、沥青胶浆及两者之间界面层的初始细观结构损伤张量，建立包含集料、沥青胶浆、界面层和空隙在内的大粒径多空隙沥青混合料的细观损伤本构模型；采用有限元法对荷载及温度作用下大粒径多空隙沥青混合料细观损伤演化过程进行数值模拟；通过MTS疲劳试验，模拟具有原始缺陷（接缝）的大粒径多空隙沥青加铺层结构内部反射裂纹萌生、扩展直至裂纹形成全过程，研究集料、沥青胶浆等力学参数和空隙分布状况对于断裂的影响程度，实现细度损伤与宏观力学性能劣化的联系。通过对反射裂纹在大粒径多空隙沥青混合料中的数值和试验模拟，从细观和宏观层次揭示大粒径多空隙沥青混合料阻滞反射裂纹的机理，为沥青加铺层的抗裂设计提供力学依据。.三、取得的主要成果. （1）采用数值分析与试验研究相结合的方法，建立大粒径多空隙沥青混合料损伤演化方程，通过对反射裂纹在大粒径多空隙沥青混合料中扩展行为的模拟，实现细度损伤与宏观力学性能劣化的联系，从细观和宏观层次揭示大粒径多空隙沥青混合料阻滞反射裂纹的机理，建立集料、沥青胶浆、界面等力学参数以及空隙分布状况与大粒径多空隙沥青混合料反射裂纹扩展路径和扩展速率之间的模型关系。. （2）培养青年教师3名，博士研究生2名，硕士研究生5名。. （3）发表学术论文13篇，其中SCI收录6篇，EI收录8篇（其中2篇为SCI与EI同时收录，另3篇获得录用通知待发表，EI刊源），其他论文1篇。. （4）出版学术专著一部（杨斌独著，已签订出版合同，定于2016年5月正式出版）。. （5）获得广西科技进步二等奖1项。. （6）申报发明专利3项（已获得申请公布及进入实质审查阶段通知书，排名第2或第3）。