[article] 
inJournal of engineering mechanics > Vol. 133 N°2 (Fevrier 2007) . - 163-173 p.

Titre :	Prediction of Creep Stiffness of Asphalt Mixture with Micromechanical Finite-Element and Discrete -Element Models
Titre original :	Prévision de Rigidité de Fluage de Mélange d'Asphalte avec l'Elément Fini Micro-Mécanique et les Modèles Discrets d'Elément
Type de document :	texte imprimé
Auteurs :	Qingli Dai, Auteur ; Zhanping You, Auteur ; Chang, Ching S., Éditeur scientifique
Année de publication :	2007
Article en page(s) :	163-173 p.
Note générale :	Génie Mécanique
Langues :	Anglais (eng)
Mots-clés :	Predictions Creep Stiffness Finite element method Discrete elements Asphalt Mixtures Prévisions Fluage Rigidité Méthode d'élément fini Eléments discrets Asphalte Mélanges
Index. décimale :	620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux
Résumé :	This study presents micromechanical finite-element (FE) and discrete-element (DE) models for the prediction of viscoelastic creep stiffness of asphalt mixture. Asphalt mixture is composed of graded aggregates bound with mastic (asphalt mixed with fines and fine aggregates) and air voids. The two-dimensional (2D) microstructure of asphalt mixture was obtained by optically scanning the smoothly sawn surface of superpave gyratory compacted asphalt mixture specimens. For the FE method, the micromechanical model of asphalt mixture uses an equivalent lattice network structure whereby interparticle load transfer is simulated through an effective asphalt mastic zone. The ABAQUS FE model integrates a user material subroutine that combines continuum elements with viscoelastic properties for the effective asphalt mastic and rigid body elements for each aggregate. An incremental FE algorithm was employed in an ABAQUS user material model for the asphalt mastic to predict global viscoelastic behavior of asphalt mixture. In regard to the DE model, the outlines of aggregates were converted into polygons based on a 2D scanned mixture microstructure. The polygons were then mapped onto a sheet of uniformly sized disks, and the intrinsic and interface properties of the aggregates and mastic were assigned for the simulation. An experimental program was developed to measure the properties of sand mastic for simulation inputs. The laboratory measurements of the mixture creep stiffness were compared with FE and DE model predictions over a reduced time. The results indicated both methods were applicable for mixture creep stiffness prediction. Cette étude présente l'élément fini micromécanique (Fe) et les modèles discrets de l'élément (De) pour la prévision de la rigidité visco-élastique de fluage du mélange d'asphalte. Le mélange d'asphalte se compose de mélanges bien gradués liés avec du mastic (asphalte mélangé aux fines et aux granulats fins) et les vides d'air. (La 2D) microstructure bidimensionnelle du mélange d'asphalte a été obtenue par optiquement le balayage la surface sans à-coup sciée des spécimens compacts rotatoires de mélange d'asphalte de superpave. Pour la méthode de Fe, le modèle micromécanique du mélange d'asphalte emploie une structure équivalente de réseau de trellis par lequel le transfert de charge d'inter-particle soit simulé par une zone efficace de mastic d'asphalte. Le modèle de Fe d'ABAQUS intègre un sous-programme matériel d'utilisateur qui combine des éléments de continuum avec les propriétés viscoélastiques pour le mastic efficace d'asphalte et des éléments rigides de corps pour chaque agrégat. Un algorithme par accroissement de Fe a été utilisé dans un modèle matériel d'utilisateur d'ABAQUS pour que le mastic d'asphalte prévoie le comportement viscoélastique global du mélange d'asphalte. En vue de ce model, les contours des agrégats ont été convertis en polygones basés sur une 2D microstructure balayée de mélange. Les polygones ont été alors tracés sur une feuille de disques uniformément classés, et les propriétés de qualité intrinsèque et d'interface des agrégats et du mastic ont été assignées pour la simulation. Un programme expérimental a été développé pour mesurer les propriétés du mastic de sable pour des entrées de simulation. Les mesures de laboratoire de la rigidité de fluage de mélange ont été comparées au Fe et à l'excédent de prévisions de DE model un temps réduit. Les résultats ont indiqué que les deux méthodes étaient applicables pour la prévision de rigidité de fluage de mélange.
DEWEY :	620.1
ISSN :	0733-9399
En ligne :	: qingdai@mtu.edu, zyou@mtu.edu

[article] Prediction of Creep Stiffness of Asphalt Mixture with Micromechanical Finite-Element and Discrete -Element Models = Prévision de Rigidité de Fluage de Mélange d'Asphalte avec l'Elément Fini Micro-Mécanique et les Modèles Discrets d'Elément [texte imprimé] / Qingli Dai, Auteur ; Zhanping You, Auteur ; Chang, Ching S., Éditeur scientifique . - 2007 . - 163-173 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°2 (Fevrier 2007) . - 163-173 p.

Mots-clés :	Predictions Creep Stiffness Finite element method Discrete elements Asphalt Mixtures Prévisions Fluage Rigidité Méthode d'élément fini Eléments discrets Asphalte Mélanges
Index. décimale :	620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux
Résumé :	This study presents micromechanical finite-element (FE) and discrete-element (DE) models for the prediction of viscoelastic creep stiffness of asphalt mixture. Asphalt mixture is composed of graded aggregates bound with mastic (asphalt mixed with fines and fine aggregates) and air voids. The two-dimensional (2D) microstructure of asphalt mixture was obtained by optically scanning the smoothly sawn surface of superpave gyratory compacted asphalt mixture specimens. For the FE method, the micromechanical model of asphalt mixture uses an equivalent lattice network structure whereby interparticle load transfer is simulated through an effective asphalt mastic zone. The ABAQUS FE model integrates a user material subroutine that combines continuum elements with viscoelastic properties for the effective asphalt mastic and rigid body elements for each aggregate. An incremental FE algorithm was employed in an ABAQUS user material model for the asphalt mastic to predict global viscoelastic behavior of asphalt mixture. In regard to the DE model, the outlines of aggregates were converted into polygons based on a 2D scanned mixture microstructure. The polygons were then mapped onto a sheet of uniformly sized disks, and the intrinsic and interface properties of the aggregates and mastic were assigned for the simulation. An experimental program was developed to measure the properties of sand mastic for simulation inputs. The laboratory measurements of the mixture creep stiffness were compared with FE and DE model predictions over a reduced time. The results indicated both methods were applicable for mixture creep stiffness prediction. Cette étude présente l'élément fini micromécanique (Fe) et les modèles discrets de l'élément (De) pour la prévision de la rigidité visco-élastique de fluage du mélange d'asphalte. Le mélange d'asphalte se compose de mélanges bien gradués liés avec du mastic (asphalte mélangé aux fines et aux granulats fins) et les vides d'air. (La 2D) microstructure bidimensionnelle du mélange d'asphalte a été obtenue par optiquement le balayage la surface sans à-coup sciée des spécimens compacts rotatoires de mélange d'asphalte de superpave. Pour la méthode de Fe, le modèle micromécanique du mélange d'asphalte emploie une structure équivalente de réseau de trellis par lequel le transfert de charge d'inter-particle soit simulé par une zone efficace de mastic d'asphalte. Le modèle de Fe d'ABAQUS intègre un sous-programme matériel d'utilisateur qui combine des éléments de continuum avec les propriétés viscoélastiques pour le mastic efficace d'asphalte et des éléments rigides de corps pour chaque agrégat. Un algorithme par accroissement de Fe a été utilisé dans un modèle matériel d'utilisateur d'ABAQUS pour que le mastic d'asphalte prévoie le comportement viscoélastique global du mélange d'asphalte. En vue de ce model, les contours des agrégats ont été convertis en polygones basés sur une 2D microstructure balayée de mélange. Les polygones ont été alors tracés sur une feuille de disques uniformément classés, et les propriétés de qualité intrinsèque et d'interface des agrégats et du mastic ont été assignées pour la simulation. Un programme expérimental a été développé pour mesurer les propriétés du mastic de sable pour des entrées de simulation. Les mesures de laboratoire de la rigidité de fluage de mélange ont été comparées au Fe et à l'excédent de prévisions de DE model un temps réduit. Les résultats ont indiqué que les deux méthodes étaient applicables pour la prévision de rigidité de fluage de mélange.
DEWEY :	620.1
ISSN :	0733-9399
En ligne :	: qingdai@mtu.edu, zyou@mtu.edu