-
题名自修复型微胶囊在沥青路面中的受力分析及破裂机制
被引量：8
- 1
-
-
作者
朱月风
赵向臻
司春棣
闫涛
李彦伟
-
机构
石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室
河北省交通安全与控制重点实验室
石家庄铁道大学交通运输学院
河北省交通规划设计院
交通运输行业公路建设与养护技术材料及装备研发中心
河北交投干线公路开发有限公司
-
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期40-45,共6页
-
基金
河北省自然科学基金项目(E2020210089)
国家自然科学基金项目(11972237,12072204)
+1 种基金
河北省高等学校科学技术研究项目(QN2019234)
河北省引进留学回国人员重点项目(C20190513,C20200361)。
-
文摘
采用多尺度分析及复合材料断裂力学方法,研究了微胶囊材料在沥青路面中的力学性能需求以及微胶囊在微裂缝作用下的破裂机制。首先,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,构建含微胶囊的沥青路面多尺度模型,分析车辆重载作用下微胶囊的受力行为。其次,以改进扩展有限元法研究含微胶囊的沥青胶浆复合材料的裂纹扩展,考察微胶囊材料参数、相对位置等因素对裂纹扩展路径的影响,确定微胶囊能够及时破裂并发挥自修复作用的性能要求。研究表明:在1.43 MPa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0.347 N、0.093 N;通过微观尺度的分析可得,微胶囊所受接触压力的均值为25 mN,接触拉力的均值为7.7 mN。复合材料断裂力学分析表明,当微胶囊的弹性模量小于沥青胶浆基体的弹性模量时,微胶囊的存在对裂尖断裂参数起强化作用,微裂纹朝着微胶囊扩展,使得微胶囊及时破裂并发挥自修复功能。在微胶囊材料选择和制备时,可应用先进技术(如纳米压痕技术或原子力显微镜等)对微胶囊的力学性能参数进行测量,以使其满足沥青路面中的使用要求。
-
关键词
沥青路面
微胶囊
多尺度
离散元
断裂力学
-
Keywords
asphalt pavement
microcapsule
multi-scale
discrete element
fracture mechanics
-
分类号
U416
[交通运输工程—道路与铁道工程]
TB34
[一般工业技术—材料科学与工程]
-
