[发明专利]一种沥青路面动水冲刷数值试验方法

权利要求书

1.一种沥青路面动水冲刷数值试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据沥青稳定碎石混合料马歇尔试验配合比设计技术标准，制作尺寸为101.6mm×63.5mm，双面击实75次，孔隙率在3％-6％之间的马歇尔试件三个；对马歇尔试件进行CT成像，从表面开始每隔10mm进行一次扫描拍摄，对同一个试件进行了8次拍摄，共提取了24张图片；

S2、分别建立三角形孔隙，四边形孔隙，六边形孔隙，圆形孔隙四种不同形状的孔隙模型，在相同的车辆荷载作用下，对其孔隙内部的压强分布进行试算，确定采用圆形孔隙模型作为基本模型，从而建立标准模型；

S3、建立力学模型，材料基本参数为：孔隙水采用普通水，密度为1000kg/m³，粘度为1.003×10³Pa·S，沥青混合料弹性模量为1400MPa，泊松比为0.35，密度为2400kg/m³；

S4、将力学模型入口处的流速设置为0，模型内部流体的速度设置为0；计算过程采用湍流计算，在入口处需要输入脉动动能k以及离散率ε的值；

S5、选用有限元软件CFD-ACE++中的稳态分析，对轮载作用下沥青路面孔隙水压强分布，孔隙水流速、流向，空隙内粘性剪切力进行分析；

S6、对各个模型进行稳态计算，入口处根据不同车速施加初始压力，得到计算结果，可用于分析沥青路面内部应力，流速，粘性切应力的分布情况，以及孔隙内水对沥青混合料的破坏过程；

S7、建立流固耦合模型，选用有限元软件CFD-ACE+中的瞬态分析，入口处荷载按照以下公式施加：

q=qmax|sinπtT|,0≤t≤T,T=12DV,]]>

式中，T-荷载作用时间，D-单轮传压面当量圆直径，V-车辆行驶速度；

分析瞬态载荷作用下沥青路面孔隙周边混合料应力分布，进一步研究孔隙内水对沥青混合料的破坏过程。

2.根据权利要求1所述的一种沥青路面动水冲刷数值试验方法，其特征在于，所述的初始压力的计算公式为：

p=12ρv2,]]>

式中，p为入口处轮载作用下的动水压力，ρ为水的密度，v为车辆速度。

3.根据权利要求1所述的一种沥青路面动水中刷数值试验方法，其特征在于，所述的脉动动能k的计算公式为：

k=32(IU‾)2,]]>

式中，I为湍流强度，Re为雷诺数，为入口平均速度。

4.根据权利要求1所述的一种沥青路面动水冲刷数值试验方法，其特征在于，所述的离散率ε的计算公式为：

ϵ=Cuk3/2l,]]>

式中，Cu为常数，通常取0.09，l为湍流尺度。