《瀝青路面荷載應力-滲流-損傷多場耦合效應》是依託長沙理工大學，由周志剛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：瀝青路面荷載應力-滲流-損傷多場耦合效應
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周志剛
- 依託單位：長沙理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在交通荷載和動水壓力作用下，瀝青混合料及其路面結構處於不斷損傷劣化演變過程，呈現出荷載應力-滲流-損傷多場耦合行為。項目根據流體力學、多孔介質力學、熱力學、疲勞損傷力學等理論與方法，通過不同荷載、溫度條件下的滲透、滲流、壓縮或拉伸、疲勞等試驗，結合計算機斷層掃描、光學跟蹤和數字圖像處理等技術，以及非線性有限元模擬計算，系統地研究瀝青混合料滲透特性、瀝青面層結構的滲流規律、飽水瀝青混合料應力應變規律以及疲勞損傷演化規律，對比分析荷載、溫度、級配、孔隙率、損傷、面層結構組合類型等因素對它們的影響，提出瀝青面層滲流理論、瀝青混合料荷載應力-滲流-損傷多場耦合本構關係及其疲勞損傷演化方程，從而構建瀝青混合料荷載應力-滲流-損傷多場耦合本構理論體系。並通過飽水瀝青路面結構的疲勞損傷數值模擬計算和模擬結構的疲勞試驗研究，提出基於荷載應力-滲流-損傷多場耦合效應的瀝青路面水損害機理。
結題摘要
本項目針對瀝青路面水損害，通過荷載-損傷-滲流多場耦合條件下路面材料滲透性測試系統、動水沖刷試驗儀和結構滲流模擬試驗裝置及其試驗方法的研發與套用，結合多場耦合條件下疲勞載入時瀝青混合料細觀結構測試和瀝青路面流固耦合效應的非線性有限元分析，系統深入地研究了瀝青混合料及其結構在不同條件下水穩定性、滲透特性、滲流規律及疲勞損傷特性。對比分析了級配、公稱最大粒徑、空隙率、成型方式、疲勞載入、軸壓、圍壓、水壓、環境溫度等因素對瀝青混合料滲透性能的影響規律。探討了瀝青混合料非線性滲流特性，提出了一種瀝青混合料非線性滲流模型及瀝青路面中達西滲流適用的臨界條件。系統地模擬分析了結構參數、荷載參數、瀝青混合料滲流特性參數等因素對瀝青路面結構流固耦合效應的影響規律。基於瀝青混合料隨疲勞載入過程細觀空隙特徵的變化，建立了荷載-滲流耦合條件下瀝青混合料的疲勞損傷演化方程，提出了損傷-滲流耦合條件下瀝青混合料的滲透性演化規律（三種演化模式），以及疲勞載入影響瀝青混合料滲透性的作用機制，進一步揭示了瀝青路面水損害機理。為科學地評價瀝青混合料及其路面結構水穩定性、抗水損害結構設計、防排水設計和水穩定性改善等一系列工作，提供了有益的理論和試驗基礎。
