《聯合X-RayCT成像技術和格子Boltzmann方法研究瀝青路面的滲水性能》是依託西南交通大學，由羅忠賢擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聯合X-RayCT成像技術和格子Boltzmann方法研究瀝青路面的滲水性能
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：羅忠賢
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
瀝青路面的滲水性能是直接影響其設計壽命的重要參數之一。傳統的評估瀝青路面滲水性能的實驗一般是實驗室測試或現場測試。然而這類方法往往把瀝青混合料看成各向同性,且只能提供單方向的靜態達西滲透係數，並不能真實反映輪載下各方向動態的滲水性能。本課題提出一種評估滲水性能的新方法。該方法包括兩個重要組成部分- - 從二維切片中重構試樣的三維幾何微結構和使用格子Boltzmann方法模擬多孔介質內的微觀流動。使用X-Ray CT成像技術及圖像分析以獲得試樣的真實內部微觀結構並作為格子Boltzmann模型的輸入。使用多鬆弛時間碰撞運算元的格子Boltzmann模型模擬不同條件下多組試樣的動態滲水性能，並以經典的算例加以驗證。本項目研究成果可為瀝青路面配合比設計、施工控制和營運管理提供科學依據和理論支撐，具有重要的理論意義和工程套用價值。
結題摘要
隨著我國公路事業的快速發展，瀝青路面得到了廣泛套用。然而由於瀝青路面“水損害”造成的早期損壞現象普遍存在，如鬆散裂紋、坑槽等。諸多研究表明，瀝青路面對“水損害”尤為敏感。因此，從孔隙尺度下探究水在瀝青路面空隙中的輸運規律是研究瀝青路面“水損害”的關鍵。 為了從孔隙尺度探究在恆定壓力梯度作用下瀝青路面中水的輸運規律，本課題建立了基於格子 Boltzmann方法（LBM）的三維流體流動模型，並且使用了一些經典算例來加以驗證。結果表明，模擬結果與解析解或前人已有的研究成果吻合較好。同時，對不同配合比的開級配瀝青混合料試件在恆定壓力梯度下，進行了滲水性能的模擬計算。本課題套用X射線計算機斷層掃描成像技術重構瀝青混合料試樣的真實三維幾何微結構，作為格子Boltzmann模型的輸入。從孔隙尺度探究了在恆定壓力梯度條件作用下，不同開級配瀝青混合料試樣中水的輸運規律，並預計不同深度下受“水損害”的敏感程度，以及滲水性能的變化。
