基于不连续介质力学的沥青混合料剪胀行为研究

车辙是沥青路面的主要病害之一。沥青混合料在剪切过程中产生的体积膨胀现象，即剪胀行为，是产生车辙的关键。如果剪胀行为不清楚的话，就无法从基础原理上清楚解释车辙形成机理。本项目拟采用三轴剪切试验全面系统地研究沥青混合料的抗剪强度以及体积变形特征；采用CT技术进行断层扫描，观测沥青混合料剪切破坏过程中微裂纹从产生到扩展的细观行为，研究剪胀机理。沥青混合料剪胀行为的发生使得混合料由连续介质变成不连续介质体，因而本项目根据不连续介质力学理论和离散元方法，建立混合料黏弹塑性接触本构模型和三轴剪切试验模型，并进行细观数值仿真，评价混合料剪胀行为发生机制，实现混合料细观构造与宏观性能的有机结合。研究成果将为解释沥青路面的车辙产生机理提供理论基础，进而指导抗车辙混合料的设计，准确预估沥青路面车辙变形，减少车辙病害。

本项目采用三轴剪切试验全面系统地研究沥青混合料的抗剪强度以及体积变形特征；采用CT技术和图像处理技术观测沥青混合料剪切破坏过程中细观结构的变化，研究剪胀机理。沥青混合料剪胀行为的发生使得混合料由连续介质变成不连续介质体，根据不连续介质力学理论和离散元方法，建立了混合料黏弹塑性接触本构模型和三轴剪切试验模型，并进行了细观数值仿真，评价了混合料剪胀行为发生机制，实现了混合料细观构造与宏观性能的有机结合。开发了局部三轴试验方法及其径向位移测试装置，用于沥青混合料剪胀行为研究。研究成果为解释沥青路面的车辙产生机理提供理论基础，可用于指导抗车辙混合料的设计及沥青路面车辙变形的预估。