摘要：为了在细观尺度下描述沥青混合料的裂纹发展行为,运用离散元程序PFC2D内置＂Fish＂语言,重构了沥青混合料非均质（集料、胶浆和空隙）多层次（矿料级配）结构虚拟试件,对虚拟试件微观组成成分之间的接触赋予了相应的微观接触模型,采用离散元方法实施了单边切口小梁虚拟3点弯曲试验,借助数字摄像法捕捉了室内小梁试件表面裂纹发展情况,在二维尺度下探索了沥青混合料的部分断裂机理。结果表明：虚拟试验得到的宏观断裂力学响应与室内试验结果的吻合度较好,仅采用试件单面图像信息构建模型进行力学性能预测缺乏可信度;虚拟试验模拟的二维裂纹扩展路径与室内数字摄影法结果较为相似,二者都体现出材料脆性断裂特点,二维模型往往夸大了粗集料在混合料断裂过程中的作用;基于离散元程序的裂纹扩展行为分析方法,可以作为研究沥青混凝土材料断裂行为的辅助手段。

关键词：道路工程 沥青混合料 离散元方法 裂纹扩展机理 非均质虚拟试件 

单位：苏州市一级公路建设指挥部 江苏苏州215007 东南大学智能运输系统研究中心 江苏南京210018 弗吉尼亚理工学院暨州立大学土木与环境工程系 弗吉尼亚州黑堡24060