利用三维随机模型分析沥青混合料的力学性质

本文将沥青混合料看成是由粗骨料和沥青砂组成的两相复合材料，根据给定的级配生成凸多面体骨料，然后利用随机投放算法建立沥青混合料试样的三维随机模型。把广义Maxwell模型扩展到三维情形下就可得到沥青砂的本构关系，再通过对沥青砂单轴松弛试验数据进行非线性拟合获得相应的材料模型参数。通过对某一级配沥青混合料的蠕变模拟和实验结果的比较，验证了该模型的有效性。采用这种方法，建立了包含不同骨料体积分数和级配的沥青混合料试样的有限元模型，进行了相应的非线性数值模拟。结果表明沥青混合料的瞬时弹性模量随着骨料体积分数的增加呈近似线性增加，而且曲线整体处于Paul上下边界内。在一定的粒径范围内，骨料的粒径（或平均粒径）越小，沥青混合料抵抗变形的能力越强。