[发明专利]一种沥青路面全截面细观分析方法

摘要

本发明公开了一种沥青路面全截面细观分析方法，通过提取沥青路面各结构层断面图像，将沥青路面各结构层断面图像处理成为二值化的矢量图形，然后将该矢量图形导入有限元软件ANSYS中建立沥青路面各结构层的二维细观有限元子模型，随后通过切割边界位移的方法将宏观尺度下的沥青路面模型边界条件传递至细观尺度下的沥青路面模型，并进行沥青路面全截面的细观尺度分析。本发明基于沥青路面芯样的有限元分析，完成了路面从三维宏观有限元模型到全截面二维细观有限元子模型的跨尺度分析，将宏观尺度下沥青路面模型的力学响应通过切割边界位移传递至细观尺度下的沥青路面模型，能更好地解释路面结构的细观尺度效应，优化沥青路面结构和材料组合设计。

主权项

一种沥青路面全截面细观分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：分析沥青路面的三维宏观有限元模型；选取研究路面，根据路面的结构参数、荷载参数及边界条件，运用ANSYS软件建立沥青路面的三维宏观有限元模型，并将模型划分为若干个网格；对模型进行整体计算分析，得到沥青路面宏观尺度力学响应分布并提取各结构层应力响应极值区域的切割边界位移；步骤2：处理沥青路面的各结构层材料断面图像；提取含有沥青路面完整结构层的芯样，拍摄各结构层断面图像，将路面材料的断面图像处理成矢量化图形，输出能够被ANSYS软件识别的sat格式文件；步骤3：建立沥青路面的全截面二维细观有限元子模型；将步骤2中的sat文件导入ANSYS软件中，并建立沥青路面各结构层二维细观有限元子模型，分别对集料、联结料定义不同的材料属性并划分网格，二维细观有限元子模型的坐标系与三维宏观有限元模型的坐标系保持一致，以步骤1中提取的切割边界位移作为位移强制荷载施加在二维细观有限元子模型边界上，最后进行求解计算，得出细观尺度下沥青路面各结构层的应力响应分布。