[发明专利]一种沥青混合料三维虚拟试件模型

说明书

本发明公开了一种沥青混合料三维虚拟试件模型，包括支撑脚，支工作台的顶部分别设置有三维虚拟软件和实验模型装置，本发明涉及沥青技术领域。该沥青混合料三维虚拟试件模型，解决了难以有单一的复合材料细观力学理论去进行匹配沥青混合料的细观结构，沥青混合料为具有粘弹性的颗粒物质，在动态加载时其内部结构也会不断发生变化，导致其宏观性能具有非线性、模糊性和不确定性，数字图像处理技术必须以实际试件作为基础，需要将不同的试样进行重复性处理，耗时耗力且成本较高，数值模拟分析法缺陷在于其集料级配、分布、空隙大小等细观特征均为固定设置，虚拟试件单一，试验结果难以具备广泛应用性的问题。

技术领域

本发明涉及沥青技术领域，具体为一种沥青混合料三维虚拟试件模型。

背景技术

沥青是一种粘稠的、黑色的并且具有高度粘度的液体或半固体形态的石油，表面呈黑色，可溶于二硫化碳、四氯化碳。沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种：其中，煤焦沥青是炼焦的副产品。石油沥青是原油分馏后的残渣。天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青的主要用途，约70％的沥青，是用在道路建设里，沥青被用作与建筑骨料颗粒混合的胶水或粘合剂，以产生沥青混凝土。沥青的其他主要用途是用于沥青防水，包括油毡生产和平屋顶密封。

现有沥青混合料设计方式如下，一是从复合材料细观力学理论去研究沥青混合料各组分材料细观特征对其宏观力学性能的影响，并建立相应的定量关系。较为成熟的理论有如自洽理论、Mori-Tanaka方法、Eshelby等效夹杂理论，微分介质方法等，二是数字图像处理技术，即使用X-ray CT无损伤扫描或数码相机拍照的方式去采集沥青混合料的切片图像并处理，以获取材料的内部结构组成、细观特征等。三是通过计算机软件对沥青混合料建立数值模型，再进行细观力学上的模拟分析，目前用得较多的数值模拟分析法是有限元分析法与离散元分析法，但存在以下问题；

第一，由于沥青混合料的真实组成结构极为复杂，难以有单一的复合材料细观力学理论去进行匹配沥青混合料的细观结构；

第二，沥青混合料为具有粘弹性的颗粒物质，在动态加载时其内部结构也会不断发生变化，导致其宏观性能具有非线性、模糊性和不确定性；另一方面，数字图像处理技术必须以实际试件作为基础，需要将不同的试样进行重复性处理，耗时耗力且成本较高，其应用也就受到了一定的局限；

第三，数值模拟分析法缺陷在于其集料级配、分布、空隙大小等细观特征均为固定设置，虚拟试件单一，试验结果难以具备广泛应用性。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种沥青混合料三维虚拟试件模型，解决了由于沥青混合料的真实组成结构极为复杂，难以有单一的复合材料细观力学理论去进行匹配沥青混合料的细观结构，沥青混合料为具有粘弹性的颗粒物质，在动态加载时其内部结构也会不断发生变化，导致其宏观性能具有非线性、模糊性和不确定性，另一方面，数字图像处理技术必须以实际试件作为基础，需要将不同的试样进行重复性处理，耗时耗力且成本较高，其应用也就受到了一定的局限，数值模拟分析法缺陷在于其集料级配、分布、空隙大小等细观特征均为固定设置，虚拟试件单一，试验结果难以具备广泛应用性的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种沥青混合料三维虚拟试件模型，包括支撑脚(2)，所述支撑脚(2)的顶部固定连接有工作台(1)，所述工作台(1)的顶部分别设置有三维虚拟软件(3)和实验模型装置(4)。