基於顆粒離散元的混凝土路面加鋪密級配瀝青混合料結構特性研究

Li-Cai Zhao; Shi-Shuenn Chen

doi:10.6652/JoCICHE.202404_36(2).0001

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doi:DOI 号

来源数据

P113 - 122

工程学 > 土木与建筑工程
工程学 > 水利工程
工程学 > 市政与环境工程

DOI： 10.6652/JoCICHE

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基於颗粒离散元的混凝土路面加铺密级配沥青混合料结构特性研究

RESEARCH ON STRUCTURAL CHARACTERISTICS OF DENSE-GRADED ASPHALT MIXTURE OVERLAY ON CONCRETE PAVEMENT BASED ON PARTICLE DISCRETE ELEMENT METHOD

赵立财(Li-Cai Zhao) ；陈希舜(Shi-Shuenn Chen)

中国土木水利工程学刊； 36 卷 2 期 (2024 / 04 / 01) ， P113 - 122

繁体中文;英文 DOI： 10.6652/JoCICHE.202404_36(2).0001

加铺层；颗粒离散元；密级配沥青混合料；车辆荷载；变形特徵； overlay ； particle discrete element ； dense-graded asphalt mixture ； vehicle load ； deformation characteristics

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摘要 │ 参考文献 (20) │ 国际计量

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With the rapid growth of highway traffic in our country, the concrete pavement that has been in operation for many years will suffer from failures such as failure under heavy reciprocating loads. Firstly, by using Marshall test, uniaxial compressive strength test, splitting test and deflection test, the macroscopic strength parameters of ATB-25 densely graded asphalt mixture, C30 concrete, water-stabilized crushed stone and the optimal oil-to-gravel ratio and target mix ratio at ambient temperature are determined. Secondly, based on the parallel bonding model and macroscopic mechanical parameters, the simulated stress-strain curve is combined with the theoretical calculation of the normal contact strength of the granular body to invert the mesoscopic strength parameters of the granular cemented material. Furthermore, based on the particle discrete element theory, a stochastic breakable flexible cluster algorithm is proposed, which is applied to the water-stable graded gravel of the asphalt pavement. Finally, a discrete element model was established considering the overlaying of densely graded asphalt mixture on top of the concrete under dynamic vehicle load, and the mechanical mechanism and deformation diffusion law of the old concrete overlaying densely graded asphalt mixture under the reciprocating load of the vehicle were studied. The research shows that the ATB-25 composite pavement has stress concentration at the interface between the asphalt mixture and the C30 concrete surface under repeated loads, and the interlayer adhesive layer produces tensile and compressive strains. It is necessary to improve the anti-slip performance and durability of the interlayer adhesive layer material. Densely graded asphalt mixture has little effect on load diffusion, while C30 concrete surface has more obvious effect on load diffusion; the composite pavement can ensure the best void rate, reduce vehicle fatigue and impact on concrete panel, so that the road structure stress, deformation is more coordinated. In the range of the vehicle load, the speed vector is downward and the speed is the largest when the load acts on the front of the pavement, and the speed is slightly smaller in the middle of the pavement; after the vehicle is applied, the elastic deformation of the pavement is restored, while the velocity vector is upward and the maximum value appears at the moment when the vehicle is driving away.

参考文献 ( 20 ) 〈TOP〉

Dong, Q.,Zheng, D.,Zhao, X.,Chen, X.,Chen, Y.(2020).Mesoscale numerical simulation of fracture of cement treated base material during semi circular bending test with discrete element model.Construction and Building Materials,261,119981.
Leroy, Y.,Ortiz, M.(1989).Finite element analysis of strain localization in frictional materials.International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics,13(1),53-74.
Potyondy, D. O.,Cundall, P. A.(2004).A bondedparticle model for rock.International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences,41(8),1329-1364.
Zhao, X.,Dong, Q.,Chen, X.,Xiao, Y.,Zheng, D.(2021).Fatigue damage numerical simulation of cementtreated base materials by discrete element method.Construction and Building Materials,276,122142.
任新涛(2017)。旧水泥混凝土路面沥青加铺层。渖阳大学学报 (自然科学版)，29(4)，330-334。

国际计量

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