一种基于三维离散元法沥青路面性能的评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于三维离散元法沥青路面性能评价方法，该方法首先通过Python语言生成粗集料，再根据实际路面结构信息设置虚拟路面结构层尺寸范围并计算粗集料体积分数，将粗集料随机添加到路面各结构层中，生成三维离散元虚拟路面结构模型，最后计算虚拟路面结构的性能指数。本发明专利技术的评价方法通过计算在荷载作用下的路面力学响应特性，对不同路面结构性能进行评价，具有很强的实用性和可操作性。具有很强的实用性和可操作性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维离散元法沥青路面性能的评价方法


[0001]本专利技术涉及评价路面结构路用性能的领域，尤其涉及一种基于三维离散元法沥青路面性能的评价方法。

技术介绍

[0002]在营运期内，以开裂、车辙为主的病害形式严重影响着沥青路面的舒适性，在车辆荷载，特别是重载车辆重复作用下，沥青路面还未达到设计使用年限便出现了车辙、裂缝等病害。因而，掌握车辆荷载作用下沥青路面内部力学响应特性，对于增强沥青路面的服役性、指导沥青路面结构设计有着重要意义。路面结构力学响应特性研究的传统方法为实测法，以实体道路为载体，通过埋设传感器采集相关数据，分析路面结构中力学响应特性。然而，实测法其经济性较差，需要耗费大量的人力物力去铺筑试验路，且需要先进的数据采集设备支持。
[0003]随着计算机技术的发展，数值模拟软件在道路工程中展现出蓬勃的生机，模拟研究中以有限元法和离散元法较为常见。然而，有限元法无法将沥青混合料中集料、胶浆、空隙区分来考虑，忽略了集料形状、空间位置、集料纹理和集料级配等几何和物理特征，无法全面的考虑每一种相体对沥青混合料相关性能的影响。离散元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维离散元法沥青路面性能的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基于Python语言算法生成各档不规则形状的粗集料；(2)根据实际沥青路面结构信息设置虚拟路面结构层尺寸范围，并计算路面各结构层粗集料占虚拟路面结构层的体积分数，将步骤(1)中生成的不规则形状粗集料以互不重叠的原则随机添加到虚拟路面结构层中；(3)用半径为1.18mm的母球体颗粒充填满虚拟路面结构层，将粗集料外的母体球颗粒视作胶浆，在胶浆中根据实际空隙率随机删除相应数量的母球体颗粒以形成空隙，模拟实际沥青路面中的空隙，得到虚拟路面结构模型；(4)将步骤(3)所述的虚拟路面结构中所有粗集料、胶浆、空隙的坐标进行记录，并导入PFC3D5.0软件中，生成三维离散元虚拟路面结构模型；(5)再根据实际沥青路面中存在的温度梯度对步骤(4)生成的三维离散元虚拟路面结构模型沿深度方向进行温度梯度划分，并根据实际沥青路面的损伤特性在三维离散元虚拟路面结构模型中引入损伤因子D，赋予模型不同深处的材料参数。(6)随后进行移动荷载作用下路面面层内力学响应数值模拟分析，获得荷载作用下面层内的车辙值R、最大剪应力τ...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭勇，夏舜，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：