路面材料力学与数值仿真方法

本书共分为10章，概括介绍了路面材料的分类和性能；详细介绍了路面材料研究的基础力学知识，包括弹性力学和流变力学基本理论；结合目前常用的多尺度测试表征手段，介绍了工业CT扫描和数字散斑等路面材料研究方法的基本原理和应用；根据目前常用的数值模拟方法——有限元模拟、离散元数值仿真、分子动力学模拟等，分别介绍其基本原理、关键问题和实际应用；最后，针对多尺度问题和多场耦合问题介绍了路面材料数值模拟方法的应用实例。
本书内容丰富、系统，结合实际应用，反映了道路工程学者多年的教学和科研成果，可作为道路与铁道工程专业本科及研究生相关课程的教材，也可供相关科研人员参考。

王大为，哈尔滨工业大学交通科学与工程学院教授，院长助理，博士生导师，哈工大“功能性路面与绿色路面材料”青年科学家工作室负责人。北京工业大学和重庆交通大学客座教授，德国亚琛工业大学兼职教授，德国德累斯顿工业大学客座教授。主持或参与科技部重点专项课题1项，黑龙江省自然科学基金重点项目1项，德国国家科学基金、德国科技部、德国交通部等国家及省部级重点科研项目20余项，德国巴斯夫战略研发项目1项。出版学术专著11部；发表SCI检索文章100余篇。获黑龙江省科技发明一等奖、德国优选学术资格“国家特许任教资格（Habilitation）”、德国冯卡门学者奖、德国政府与国家科学基金优秀青年项目。研究方向：路面抗滑性能提升，沥青基路面材料与结构多尺度服役行为及功能性路面理论与技术等。

第1章 路面材料概述
1.1 路面材料的分类
1.2 路面材料的性能
本章小结
第2章 弹性力学计算基础
2.1 基本假设
2.2 应力与应变
2.3 弹性力学平面问题的基本理论
2.4 弹性力学空间问题的基本理论
2.5 弹性层状体系的基本理论
本章小结
第3章 沥青流变特性
3.1 概述
3.2 沥青流变特性的测试
3.3 沥青动态流变特性
3.4 沥青静态流变特性
3.5 沥青流变模型
本章小结
第4章 沥青路面材料微细观表征手段
4.1 CT技术
4.2 数字散斑方法表征
4.3 原子力显微镜
4.4 扫描电子显微镜
4.5 荧光显微镜
4.6 表面自由能
4.7 傅里叶变换红外光谱
4.8 凝胶色谱法
本章小结
第5章 有限元模拟
5.1 概述
5.2 基础理论
5.3 关键问题与解决方法
5.4 半解析有限元法在道路结构分析中的应用
5.5 基于车辙深度的沥青路面视觉干预时机数值研究
5.6 融雪化冰路面的数值模拟
本章小结
第6章 公路混合料的离散元数值仿真
6.1 离散单元法及其商用软件基础
6.2 公路混合料的细观结构与离散元模型
6.3 公路混合料的力学特征与离散元模型
本章小结
第7章 沥青材料的分子动力学模拟
7.1 概述
7.2 沥青材料分子模型
7.3 分子模型建立与软件操作
7.4 沥青材料微观物理参数计算
本章小结
第8章 数值流形模拟方法
8.1 概述
8.2 数值流形法的基本思想
8.3 与无网格法的结合
8.4 流形单元子矩阵
8.5 沥青胶浆的生成
8.6 非连续计算中的接触判断
8.7 数值积分方法
本章小结
第9章 多尺度模拟方法
9.1 概述
9.2 多尺度有限元法
9.3 多尺度离散单元法
本章小结
第10章 多场耦合模拟方法
10.1 概述
10.2 基于渗流理论的流固耦合有限元法
10.3 基于欧拉方程的流固耦合有限元法
10.4 连续-非连续方法的耦合计算
本章小结
参考文献
名词索引