多尺度模型下自修复沥青路面中微胶囊力学分析

• 作者: 朱月风 司春棣 张洪亮 乔亚宁 李彦伟 张增平
• 来源期刊: 应用力学学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 沥青路面 微胶囊 多尺度 离散元 有限元 力学性能 抗裂性
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 本期编辑关注
• 页码范围: 2582-2590
• 页数: 9页
• 分类号: U416|TB34
• 语种: 中文
• DOI: 10.11776/cjam.37.06.B133

摘要

为研究自修复型沥青路面中微胶囊的力学行为,应用离散元法从宏观、细观和微观三个尺度逐层确定模型和参数,构建了含微胶囊的沥青路面多尺度模型,分析了车辆重载作用下微胶囊的受力状况.然后,建立了单个微胶囊有限元分析模型,分析了囊壁和囊芯在机械力作用下的应力及位移分布;根据第一强度理论,找出了微胶囊最易破坏的位置,确定了微胶囊在沥青路面中需满足的抗裂性能要求.研究表明,在1.43MPa轮胎接地压力下,沥青混凝土中面层沥青砂浆内部的接触压力和接触拉力分别为0.347N和0.093N.通过微观尺度的分析可得,微胶囊的所受接触压力的均值为25mN,接触拉力为7.7mN.对单个微胶囊的有限元分析可得:在微胶囊受压区域主要为压应力的承载区域;受压区域附近位置,在垂直于厚度方向上承受较大的拉应力,并出现了第一强度理论主应力峰值,很可能为微胶囊最先开裂的位置,且从囊壁外侧开始破裂.