纤维沥青混合料低温蠕变试验的数值模拟.pdfVIP

20 低 温 建 筑 技 术 2015年第 11期(总第209期) DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．I1．008 纤维沥青混合料低温蠕变试验的数值模拟 徐 刚 (辽宁省交通高等专科学校道路与桥梁工程系。 沈阳 110122) 【摘 要】 文中拟用ABAQUS数值软件，对矿物纤维沥青混合料的低温弯曲蠕变试验进行数值模拟，研究了 试件内部的应力分布及变形特性，对比分析试验结果与拟合结果，最终得出ABAQUS模拟沥青混合料蠕变行为的 参数确定方法。通过对沥青混合料的性能进行数值模拟，对提高沥青混合料研究水平具有实际意义。 【关键词】 矿物纤维；沥青混合料；低温弯曲蠕变；数值模拟 【中图分类号】 TU528．572 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2015)11—0020—03 O 引言 模型进行模拟。试件是通过圆柱形压条线形垂直加 随着高等级公路的发展，沥青路面的设计理论与 载，建模时可简化为线性均布荷载或节点荷载；在试 使用品质都提到了更高的层次，沥青混合料的研究也 件底端支点处通过圆柱形钢管支撑 ，两个侧面没有施 从基本试验型转向力学理论型发展 。。目前，沥青 加任何荷载，也未约束侧面的变形，因此在支点处只 混合料力学特性和使用性能的研究方法大致可归纳 有垂直约束。在荷载作用下，小梁试件跨中产生竖向 为本构关系、试验模拟、结构计算、使用性能等4类，试 变形 ，水平方向以跨中为对称轴向中间移动。 验模拟由于其快速有效的特点得到广泛关注 。因 此对沥青混合料性能试验进行数值模拟，对提高沥青 混合料研究水平具有实际意义。 ABAQUS是一套功能强大的有限元模拟软件 ，它 拥有大量不同种类的单元模型和材料模型，特别是其 良好的非线性力学分析功能处于世界领先水平，在道 路工程中已有较多应用 。文中利用 ABAQUS软 件，对沥青混合料低温弯曲蠕变试验进行数值模拟研 图1 弯曲蠕变实验的加载示意图 究，对 比分析试验结果与拟合结果，修正数值模型参 数，确定适宜的模拟方法。 2 ABAQUS软件建立模型 1 蠕变试验及模拟前分析 (1) 几何模型。假定沥青混合料为均质、各向 论文对普通AC一16C及掺加0．2％短切矿物纤维 同性 的材料，依据试验试件尺寸建立三维几何模型， 的AC一16C沥青混合料进行 了小梁弯 曲蠕变试 并装配部件。 验 卜。试验采用轮碾法制作沥青混合料试件 ，切割 (2) 材料模型。首先建立一个弹性材料，E= 成尺寸为40mm ×40mm×250mm的棱柱体小梁。试 1300MPa， =0．25，用以反映瞬时接触时产生的弹性 验温度选为 10c=【，采用跨中加载，跨径为200mm，荷载 变形 ，塑性模型采用creep中的Time—hardening模型。 大小为 18N，试验时间设定为80min，加载示意图如图 Time—hardening的蠕变方程如式 (1)所示 。 l所示 。 8 =Clqt。 (1) 由于蠕变试验过程中沥青混合料发生了不可恢 式中， ，q分别表示等效蠕变应变和等效应力， 复的变形，因此蠕变试验的有限元模拟应采用弹塑性 C，C，C均表示依赖于温度的模型参数。