沥青混合料细观结构表征与性能仿真/面向未来的交通出版工程道路基础设施建设与养护系

汪海年，男，工学博士，长安大学公路学院教授，博士生导师。主要研究领域为沥青路面、路面结构设计与优化、道路材料细观结构评价、环保型路面材料开发与制备、特殊地区路面结构与材料。本书介绍沥青混凝土基本组成、路用条件和性能，沥青混合料常规成型方法，沥青混凝土的数字重构方法，包括等粒径混合料重构、随机形状重构、基于图像的重构方法等；最后介绍了沥青混凝土有限元数值模拟和离散元数值模拟方法及结果。阐述沥青路面结构与路面材料性能与测试技术研究、环保型路面材料、路面工程材料的细观结构及数值仿真研究

汪海年，男，工学博士，长安大学公路学院教授，博士生导师。主要研究领域为沥青路面、路面结构设计与优化、道路材料细观结构评价、环保型路面材料开发与制备、特殊地区路面结构与材料。

前言 1 沥青混合料组成与性质 1.1 沥青混合料的结构组成 1.2 沥青混合料的服役性能 1.2.1 力学特性 1.2.2 路用性能 1.3 研究方法 1.4 本章小结 2 矿质集料形态表征与评价 2.1 基于AIMS的矿质集料颗粒形态表征与评价 2.1.1 AIMSⅡ的工作原理 2.1.2 AIMSⅡ的评价指标 2.1.3 AIMSⅡ的合理性验证 2.2 基于X-ray CT扫描技术的集料颗粒形态表征与评价 2.2.1 X-ray CT扫描成像原理与图像采集技术 2.2.2 粗集料三维形态表征与评价 2.2.3 沥青混合料数字图像处理技术 2.3 基于室内试验或测试的集料形态表征与评价 2.3.1 数字图像处理技术及其应用现状 2.3.2 粗集料图像处理方法 2.3.3 粗集料整形处理与形态量化分析 2.3.4 粗集料形态量化指标分析 2.4 本章小结 3 沥青结合料的微观结构与性能评价 3.1 道路用石油沥青的组成和结构 3.1.1 石油沥青的元素组成 3.1.2 石油沥青的组分组成 3.1.3 石油沥青的胶体结构 3.2 石油沥青的物理性质及改性沥青种类 3.2.1 石油沥青物理性质 3.2.2 改性沥青种类 3.3 石油沥青及改性沥青结合料的微观测试方法 3.3.1 元素和化合物 3.3.2 官能团结构 3.3.3 分子量 3.3.4 形貌图 3.4 石油沥青及改性沥青结合料的路用性能评价体系 3.4.1 针入度分级体系 3.4.2 SHRP PG分级体系 3.4.3 沥青结合料的其他性能 3.5 沥青结合料-集料黏附性理论及评价方法 3.5.1 沥青结合料-集料的黏附机理 3.5.2 沥青结合料-集料黏附性的影响因素 3.5.3 沥青结合料-集料黏附性评价方法 3.6 本章小结 4 沥青混合料中空隙及评价 4.1 沥青混合料中的空隙特征 4.2 沥青混合料空隙特征的评价指标 4.2.1 体积指标 4.2.2 分布指标 4.3 基于图像技术的沥青混合料空隙表征 4.3.1 沥青混合料空隙三维分布特征 4.3.2 沥青混合料体积组成分析 4.4 本章小结 5 沥青混合料成型与数字重构技术 5.1 室内成型方法及特点 5.2 沥青混合料的自定义数值模型 5.2.1 自定义离散元模型Ⅰ——圆盘和圆球模型 5.2.2 自定义离散元模型Ⅱ——椭球模型 5.2.3 自定义离散元模型Ⅲ——破裂面模型 5.3 基于图像技术的沥青混合料数值模型 5.3.1 基于混合料图像的沥青混合料数值模型 5.3.2 基于集料图像的沥青混合料数字重构技术 5.4 本章小结 6 基于有限单元方法的沥青混合料虚拟实验 6.1 基于三维有限单元方法的裂纹扩展模拟 6.1.1 半圆弯拉试验简介 6.1.2 扩展有限元(XFEM)原理 6.1.3 SCB数值模拟方法 6.1.4 裂纹扩展结果分析 6.2 基于scB试验的橡胶沥青混合料虚拟加载试验研究 6.2.1 SCB试验数值模拟有限元模型的建立 6.2.2 数值模拟结果分析 6.2.3 断裂力学及J-积分理论 6.3 基于切口SCB试验的橡胶沥青混合料数值模型 6.3.1 试件制作 6.3.2 裂纹尖端奇异单元的定义及数值模型建立 6.3.3 数值模拟结果分析 6.3.4 基于XFEM方法的裂纹扩展数值模拟 6.4 本章小结 7 基于离散单元法的沥青混合料虚拟实验 7.1 离散单元方法 7.2 沥青混合料的离散元黏弹性模型 7.2.1 沥青混合料中的相互作用及其离散元黏弹性模型 7.2.2 离散元黏弹性模型参数确定 7.3 基于离散单元法的沥青混合料动态模量虚拟实验 7.3.1 沥青混合料的动态模量实验测试 7.3.2 正弦荷载下的Burger模型参数 7.3.3 基于频率-温度叠加原理的黏弹性离散元仿真方法 7.3.4 基于2D离散元模型的沥青胶浆仿真实验 7.3.5 沥青混合料的动态模量离散元仿真 7.4 基于离散单元法的沥青混合料蠕变虚拟实验 7.4.1 基于时温等效原理对蠕变实验仿真方法 7.4.2 基于离散元蠕变仿真的集料形态和方向角的影响分析 7.5 本章小结 参考文献