利用Eshelby理论预测沥青混合料热膨胀系数的研究

"基于等效夹杂理论的沥青混合料热膨胀系数预测 (2015年)" 本文主要探讨了沥青混合料的宏观热膨胀系数预测技术，采用了Eshelby等效夹杂理论来解决这一问题。沥青混合料是构成沥青路面的关键材料，其力学性能对路面的质量和耐久性至关重要。由于沥青混合料是由骨料、沥青基质和空隙组成的复杂系统，因此其热膨胀特性受到多种因素的影响，包括组成成分的性质、形状和比例。 Eshelby等效夹杂理论是材料科学中的一种重要理论，用于分析多相复合材料的宏观力学性能。在本文中，该理论被用来描述沥青混合料基体材料——沥青砂的黏弹性能。通过4参数的黏弹性本构模型，作者能够模拟沥青砂在不同温度下的行为，进而考虑热膨胀效应。 热膨胀系数是材料随温度变化体积膨胀的度量，对于沥青混合料来说，由于各组分的热膨胀系数不同，会导致整体在温度变化时产生内应力。因此，理解和预测沥青混合料的热膨胀系数对于路面设计和施工至关重要。作者采用的等效夹杂理论方法，遵循宏观体积热膨胀量等于各组分体积热膨胀量之和的原则，成功地计算出了沥青混合料的热膨胀系数，并且这些计算结果与实验数据相吻合，验证了该方法的有效性。 沥青混合料的热膨胀性能不仅影响路面的稳定性，还可能引发裂缝和其他损坏，从而影响道路的使用寿命。因此，这项研究对于优化沥青混合料配方，减少因热膨胀导致的破坏，以及提高路面设计的准确性和经济性具有重要的理论价值。 文章进一步讨论了细观力学方法在沥青混合料研究中的应用，强调了从微观结构信息推导宏观性能的重要性。通过对各组分的性质、形状和配比的深入理解，可以建立它们与沥青混合料宏观力学性能之间的定量关系，为改进材料设计提供了理论支持。 关键词涉及沥青混合料、沥青砂、热膨胀系数、骨料和细观力学，反映了研究的核心内容。文章的发表在2015年的《上海第二工业大学学报》上，表明了这是一项结合工程技术和理论研究的工作，具有实际应用和学术价值。 总结起来，这篇文章通过Eshelby等效夹杂理论和4参数黏弹性本构模型，成功预测了沥青混合料的热膨胀系数，为沥青路面的设计和维护提供了理论依据。该研究方法的验证和应用，为未来在沥青材料科学领域进行更深入的研究奠定了基础。