本文针对沥青路面施工中沥青混合料离析的现象进行研究,分析沥青膜作用对于离析的影响,并试图通过离散元工具建立含沥青膜的沥青混合料离析模型,确定离析颗粒模型微观参数取值,设计仿真试验并基于此模型分析粗集料级配、沥青砂浆性质对于沥青混合料施工离析的影响,并对沥青混合料施工离析的机理进行总结。具体来说:首先,选定合适离散元软件,通过对比离散元软件PFC及EDEM对于沥青混合料离析问题分析的能力,即从建模和机械作用实现、计算效率及参数意义明确性方面进行对比分析选定EDEM作为本研究适用软件;分析沥青膜对于沥青混合料离析研究的必要性:对不含沥青膜的集料离析进行离散元仿真,得到的料堆形态及颗粒分布与实际情况有较大差异,并由理论说明,沥青膜粘附力在离析研究中不可忽略。之后,建立含沥青膜的沥青混合料颗粒离析模型。进行的工作包含:提出适用于沥青混合料离析的颗粒模型简化假定,将复杂的沥青混合料颗粒简化为表面裹覆沥青砂浆的粗集料球体颗粒;选定考虑JKR粘附的Hertz-Mindlin颗粒接触模型作为离散元软件中颗粒接触模型,从而建立表面裹覆沥青砂浆的粗集料球体颗粒与离散元内球体颗粒的理论联系,建立了离散元内考虑沥青膜的沥青混合料离析颗粒模型。其后,对离散元内考虑沥青膜的沥青混合料离析颗粒模型进行参数选定与标定工作,分析选定仿真关键参数包含颗粒弹性模量、表面能量密度、碰撞恢复系数及摩擦系数;其中颗粒弹性模量参数为最重要参数,通过有限元仿真选取颗粒弹性模量参数,从而建立了表面裹覆沥青砂浆的粗集料球体颗粒与离散元内球体颗粒的定量联系;通过试验和仿真选定表面能量密度、碰撞恢复系数及摩擦系数。然后,按已建立的微观力学模型及选定的参数进行离散元仿真。设计仿真堆料试验,试验包含颗粒自料仓卸落与沿斜面滑落两个过程。自料仓卸落的料堆中,细集料集中于料堆上部,而粗集料集中于料堆边缘;沿倾斜平面倾倒后,较粗集料分布于距倾倒平面较远处,细集料主要集中于较近处及料堆中下部;以上现象与施工现场调研得到的粗细颗粒分布情况相同。可解释为两项机理:(1)沥青混合料粘附为一个整体后,较大粒径颗粒质量较大但所受粘附力引起的阻碍运动的加速度较小,更易于从粘连状态断开并不再受粘附阻力,从而获得较大动能、产生较大速度和位移;(2)首先下落的颗粒堆积形成料堆,料堆具有一定表面纹理和缝隙,大粒径颗粒翻越表面纹理能力较强故分布在料堆边缘,小粒径颗粒更易沿料堆缝隙下落或就近粘附于其他颗粒上。最后,选定离散元软件内评价颗粒分布不均性的指标,基于此指标和Design-Expert软件设计31组混料试验,分析不同粒径集料占粗集料总质量之比因素对于沥青混合料离析程度的影响。之后,以沥青砂浆性质为自变量,以沥青混合料离析程度为因变量,通过仿真堆料试验分析沥青砂浆对沥青混合料离析程度的影响。基于以上仿真结果,归纳沥青混合料离析的两项机理,并总结降低沥青混合料施工离析的方法,机理包含:(1)粘附作用使不同质量集料粘附为一个整体,在混合料卸落及倾倒过程中,粘附作用增强使得颗粒运动状态差异变小,降低了混合料的离析程度;(2)沥青膜粘附作用增强,使得较小粒径颗粒沿堆缝隙下落时更易粘附于料堆中上部并结团,而不是全部沿缝隙下落于料堆底部,从而降低了混合料的竖向离析程度。