[发明专利]一种精确追踪沥青混合料颗粒的离散元压实模型建模方法

说明书

本发明具体涉及一种精确追踪沥青混合料颗粒的离散元压实模型建模方法，包括以下步骤：S1.利用PFC3D仿真模拟软件，根据真实沥青混合料的级配调用预先建立的粗集料模型库，生成虚拟沥青混合料中的粗集料；采用半径为0.7mm的球体单元模拟沥青混合料中的沥青砂浆和空隙，最终获得虚拟沥青混合料；S2.利用PFC3D仿真模拟软件导入虚拟沥青混合料，进行粗集料虚拟单轴贯入试验，并对真实沥青混合料进行单轴贯入试验，对比两个试验结果，确定矿料表面的摩擦系数；S3.在PFC3D仿真模拟软件中，在沥青砂浆间设置Burgers模型；S4.利用SPT试验仪对真实沥青混合料开展沥青砂浆动态模量试验，来确定PFC3D仿真模拟软件中的Burgers模型参数；S5.建立沥青混合料三维动态离散元压实模型。

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体涉及一种精确追踪沥青混合料颗粒的离散元压实模型建模方法。

背景技术

沥青混合料是一种典型的颗粒性材料，在压实荷载的作用下，裹覆沥青的颗粒发生空间迁移，进行重新排列。深入分析矿料颗粒的迁移机制有助于揭示压实机理，进而对沥青混合料进行压实控制。

现有技术虽然能够从细观层面对沥青混合料的压实过程进行研究，但是由于缺乏相关试验验证，相关结论有待进一步验证。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种精确追踪沥青混合料颗粒的离散元压实模型建模方法，可开展真实矿料迁移追踪试验对压实模型进行验证。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种精确追踪沥青混合料颗粒的离散元压实模型建模方法，包括以下步骤：

步骤S1，利用PFC3D仿真模拟软件，根据真实沥青混合料的级配调用预先建立的粗集料模型库，生成虚拟沥青混合料中的粗集料；采用半径为0.7mm的球体单元模拟沥青混合料中的沥青砂浆和空隙，最终获得虚拟沥青混合料。

步骤S2，利用PFC3D仿真模拟软件导入虚拟沥青混合料，进行粗集料虚拟单轴贯入试验，并对真实沥青混合料进行单轴贯入试验，对比两个试验结果，确定矿料表面的摩擦系数。

步骤S3，在PFC3D仿真模拟软件中，在沥青砂浆间设置Burgers模型；

步骤S4，利用SPT试验仪对真实沥青混合料开展沥青砂浆动态模量试验，来确定PFC3D仿真模拟软件中的Burgers模型参数。

步骤S5，在PFC3D仿真模拟软件中，建立沥青混合料三维动态离散元压实模型。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过真实集料信息建立粗集料模型库，采用半径为0.7mm的球体单元模拟沥青砂浆和空隙，压实模型精度非常高；采用单轴贯入试验和动态模量试验确定模型的细观参数，压实模型参数更加准确；可开展真实矿料迁移追踪试验对离散元压实模型进行验证，解决了沥青混合料压实模型难以验证的技术难题。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1(a)为本发明的精确追踪沥青混合料颗粒的离散元压实模型建模方法中，建立粗集料模型库所用的真实集料示意图；

图1(b)为本发明的精确追踪沥青混合料颗粒的离散元压实模型建模方法的粗集料模型库中的部分虚拟集料示意图；

图2(a)为本发明的精确追踪沥青混合料颗粒的离散元压实模型建模方法中，不同填充参数下的clump模型示意图；

图2(b)为本发明的精确追踪沥青混合料颗粒的离散元压实模型建模方法中，不同pebble数量下的参数radio和参数distance的取值关系图；

图3为本发明的精确追踪沥青混合料颗粒的离散元压实模型建模方法中虚拟单轴贯入试验的过程示意图；