近日，我院教师严战友及研究生梁家辉、崔向阳以第一作者和通信作者身份，分别在国际期刊《Journal of Construction Engineering and Management》发表Response of Asphalt Pavement Structure Layer and Particle Movement Velocity Based on Particle Flow Theory （DOI: 10.1061/(ASCE)CO.1943-25 7862.0002199. © 2021 American Society of Civil Engineers）、《journal of Materials in Civil Engineering》发表Research on Asphalt Mixture Bending Test and Micromechanical Evolution Based on 2D Discrete-Element Method（DOI:10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0003804. ©2021 America Society of Civil Engineers）及国内期刊《振动测试与诊断》发表《车-路弱耦合振动作用下沥青路面动态响应》2021,41(04)。三篇文章分别基于离散元/有限元理论，分析沥青混合料各结构层响应及颗粒间损伤规则。

目的：

沥青路面早期损伤与沥青混合料力学行为密切相关，为了研究车辆荷载作用下沥青混合料颗粒力学响应，首先构建由质量块-弹簧-阻尼器组成2自由度1/4车辆模型，其次基于离散元理论，按照材料级配及孔隙率构建粗集料随机分布三维沥青路面离散元模型，以路面不平度作为激励求解车辆给予路面动态荷载，采用平行粘结及线性接触粘结描述颗粒间本构关系，通过试验获取各结构层材料细观参数，应用“fish”语言编写程序实现车辆荷载移动，最终求解路面各结构层颗粒力学响应及速度。

创新点：

构建三维非均质-非连续体沥青混合料模型；在宏观力学试验基础上获取沥青混合料细观力学计算参数，应用平行粘结模型描述粗集料与胶凝材料颗粒间及胶凝材料颗粒间力学行为，应用线性接触刚度模型描述粗集料颗粒间力学行为，颗粒间孔隙率非均质分布。

结论：

（1）沥青混合料在外荷载作用时，基于DEM理论可以捕捉非均匀颗粒运动状态。在水平方向上，沥青胶浆颗粒（细骨料）位移比粗骨料大27%～40%。在垂直方向上，沥青浆体颗粒（细骨料）位移量比粗骨料大2%～19%左右。沥青胶浆颗粒位移角比粗骨料颗粒位移角小0.2%～0.4%。

（2）沥青混合料在外荷载作用时，通过DEM可以捕捉颗粒间的微裂纹开裂、裂纹扩展和数量变化规律。一般情况下，前期无微裂纹，后期微裂纹较多，微裂纹通常发生在粗骨料和沥青浆颗粒结合的薄弱点，最终微裂纹互相贯穿成宏观裂纹。

（3）当施加外载荷时，可以获得沥青混合料颗粒间应力，分析颗粒间应力分布规律。沥青混合料是一种非均质材料，颗粒间应力处于非均匀分布状态。拉应力主要集中于胶浆颗粒上，试件上部颗粒应力增长率比下部颗粒大35%～40%。

（4）沥青路面各结构层应力变化规律为：上面层、中面层颗粒间承受垂向压应力远大于基层颗粒；上面层顶部颗粒承受纵向压应力远大于中面层颗粒，中面层下部颗粒主要承受拉应力；上面层与中面层上部颗粒主要承受横向压应力，其余结构层主要承受横向拉应力。