CN105758724B - 一种沥青混合料抗压强度的优化方法 - Google Patents

一种沥青混合料抗压强度的优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种测试沥青混合料抗压强度的方法，其主要思路为：获取沥青混合料的矿料密度、沥青混合料的沥青密度、沥青混合料标准密度及空隙率VV，得到沥青混合料的半封闭矩形模拟试模、模拟压头、模拟试验机下压板和模拟试验机上压板，并据此设定圆柱形沥青混合料的模拟试件，然后据此得到模拟试件中沥青砂浆的模拟试模、模拟试件中集料的模拟模型和模拟试件中集料‑沥青砂浆界面的模拟模型，进而得到成型的沥青混合料模拟试件，对成型的沥青混合料模拟试件进行抗压强度数值试验，得到模拟试验机上压板与模拟试件接触面的应力值与应变量，然后绘制所述模拟试验机上压板与模拟试件接触面的应力‑应变曲线，并据此得到沥青混合料的抗压强度。

Description

一种沥青混合料抗压强度的优化方法
技术领域
本发明属于交通土建工程领域，特别涉及一种沥青混合料抗压强度的优化方法，适用于荷载作用下沥青混合料抗压强度的准确及便捷预测。
背景技术
抗压强度是沥青混合料的重要力学特性，沥青混合料抗压强度的大小会直接影响路面性能。现有技术采用室内单轴压缩试验测试沥青混合料抗压强度，其基本原理及步骤如下：(1)室内制备高度和直径分别为100mm±2mm的沥青混合料试件，并置于15℃或20℃的恒温水槽中保温2.5h以上；(2)将保温2.5h以上的沥青混合料试件从恒温水槽中取出后，立即置于压力机台座上，然后以2mm/min的加载速率均匀加载保温2.5h以上的沥青混合料试件直至其破坏；(3)保温2.5h以上的沥青混合料试件被破坏后，读取其荷载峰值，并准确至100N，再通过计算得到抗压强度值。
本发明人分析上述沥青混合料室内单轴压缩试验方法，存在如下缺陷：(1)由于影响沥青混合料抗压强度的因素包含试验条件、沥青及集料的性质等，若要揭示沥青混合料抗压强度的规律，会使得室内试验的工作量很大、且效率很低；(2)难以监测荷载作用下沥青混合料的内部物质运移和细观力学特征。
发明内容
针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于是提供一种沥青混合料抗压强度的优化方法，该种沥青混合料抗压强度的优化方法能够准确、便捷地预测荷载作用下沥青混合料抗压强度，降低沥青混合料力学性能研究与材料优化的成本，并能够缩短研究周期。
为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种沥青混合料抗压强度的优化方法，包括以下步骤：
步骤1，确定沥青混合料，且该沥青混合料包含矿料、沥青和集料，进而分别获取沥青混合料标准密度、沥青混合料的空隙率VV及沥青混合料中矿料的密度、沥青的密度，并制作得到沥青混合料的半封闭矩形模拟试模、模拟压头、模拟试验机下压板、模拟试验机上压板，然后将所述矿料与所述沥青作为沥青砂浆，并设定沥青混合料模拟试件的空隙率和所述沥青混合料的空隙率VV相等后，获得圆柱形沥青混合料的模拟试件，然后制作得到所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型和所述模拟试件中集料的模拟模型，进而制作得到所述模拟试件中集料-沥青砂浆界面的模拟模型；
步骤2，将所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型、所述模拟试件中集料的模拟模型和所述模拟试件中集料-沥青砂浆界面的模拟模型相互进行穿插组合，当组合后得到的模型的空隙率与所述沥青混合料的空隙率VV相同时，再对组合后得到的模型依次进行压实和脱膜处理，进而得到成型的沥青混合料模拟试件；
步骤3，对成型的沥青混合料模拟试件进行抗压强度数值试验，得到模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力值与应变量，然后绘制所述模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力-应变曲线，并据此计算沥青混合料的抗压强度。
本发明的有益效果：
第一，本发明能够避开重复冗杂的室内试验，快速预测沥青混合料抗压强度；
第二，本发明能够较为便捷地观察沥青混合料抗压强度试验进行过程中试件内部细观变化规律，便于展开沥青混合料细观破坏机理研究，提高沥青混合料性能；
第三，本发明能够克服试验仪器、材料、经费的限制，具有良好的经济效益与环境效益。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是沥青混合料的半封闭矩形模拟试模、模拟压头、模拟试验机下压板和模拟试验机上压板示意图；其中，d所述半封闭矩形模拟试模中的水平墙体长度，D为所述模拟试验机上压板中的墙体长度；
图2是沥青混合料抗压强度数值试验砂浆与集料颗粒生成示意图；
图3是得到已压实的沥青混合料模拟试件的过程示意图；
图4是已压实的沥青混合料模拟试件的脱模处理过程示意图；
图5是成型的沥青混合料模拟试件示意图。
图6是成型的沥青混合料模拟试件进行抗压强度数值试验的加载过程示意图；
图7是模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力～应变曲线图；
图8是榆绥高速公路AC-20沥青混合料抗压强度实际试验结果与数值试验结果对比图。
具体实施方式
按照本发明所述技术方案，以榆绥高速公路AC-20沥青混合料为例阐述具体实施方式，即本实施例中的沥青混合料为AC-20沥青混合料，所述AC-20沥青混合料为山西柳林石灰岩碎石和SBS(I-C)改性沥青。
一种沥青混合料抗压强度的优化方法，包括以下步骤：
步骤1，确定沥青混合料，且该沥青混合料包含矿料、沥青和集料，进而分别获取沥青混合料标准密度、沥青混合料的空隙率VV及沥青混合料中矿料的密度、沥青的密度，并制作得到沥青混合料的半封闭矩形模拟试模、模拟压头、模拟试验机下压板、模拟试验机上压板，然后将所述矿料与所述沥青作为沥青砂浆，并设定沥青混合料模拟试件的空隙率和所述沥青混合料的空隙率VV相等后，获得圆柱形沥青混合料的模拟试件，然后制作得到所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型和所述模拟试件中集料的模拟模型，进而制作得到所述模拟试件中集料-沥青砂浆界面的模拟模型。
1.1确定沥青混合料，且该沥青混合料包含矿料、沥青和集料，进而分别获取沥青混合料标准密度、沥青混合料的空隙率VV及沥青混合料中矿料的密度、沥青的密度，并制作得到沥青混合料的半封闭矩形模拟试模、模拟压头、模拟试验机下压板、模拟试验机上压板。
具体地，确定沥青混合料，且该沥青混合料包含矿料、沥青和集料，进而分别获取沥青混合料标准密度、沥青混合料的空隙率VV及沥青混合料中矿料的密度、沥青的密度，沥青混合料的矿料密度见表1所示，沥青混合料的矿料级配见表2，沥青混合料的沥青密度为0.997g/cm3，集料粒径≤1.18mm的矿料密度为2.720g/cm3，沥青混合料中沥青与矿料质量比的百分数为4.3％，沥青混合料的空隙率为4.1％，沥青混合料的标准密度为2.438g/cm3。
表1
集料粒径(mm) 19～26.5 9.5～19 4.75～9.5 2.36～4.75 1.18～2.36
表观密度(g/cm3) 2.712 2.709 2.692 2.681 2.720
表2
参照图1，为沥青混合料的半封闭矩形模拟试模、模拟压头、模拟试验机下压板和模拟试验机上压板示意图；其中，d所述半封闭矩形模拟试模中的水平墙体长度，D为所述模拟试验机上压板中的墙体长度；其中，H、d、l、l’、D分别表示自然数。
将两片长度为H的竖直墙体和一片长度为d的水平墙体组成开口向上的沥青混合料的半封闭矩形模拟试模；本实施例中将两片长度为0.1235m的竖直墙体和一片长度为0.1016m的水平墙体组成开口向上的沥青混合料的半封闭矩形模拟试模。
在所述半封闭矩形模拟试模竖直上方l处获取一片长度同样为d的水平墙体，制作得到沥青混合料的模拟压头；本实施例中在所述半封闭矩形模拟试模竖直上方0.01m处获取一片长度同样为0.1016m的水平墙体，制作得到沥青混合料的模拟压头。
将长度为D(D＞d)的墙体与所述半封闭矩形模拟试模底面重合，并始终固定重合位置不变，然后在其重合位置的两端对应获取两片竖直墙体，组成沥青混合料的模拟试验机下压板；本实施例中将长度为0.25m的墙体与所述半封闭矩形模拟试模底面重合，并始终固定重合位置不变，然后在其重合位置的两端对应获取两片竖直墙体，组成沥青混合料的模拟试验机下压板。
在所述半封闭矩形模拟试模上方l’处获取一片长度为D的水平墙体，并在其水平墙体两端对应获取两片竖直墙体，组成沥青混合料的模拟试验机上压板；本实施例在所述半封闭矩形模拟试模上方0.02m处获取一片长度为0.25m的水平墙体，并在其水平墙体两端对应生成两片竖直墙体，组成沥青混合料的模拟试验机上压板。
1.2将所述矿料与所述沥青作为沥青砂浆，并设定沥青混合料模拟试件的空隙率和所述沥青混合料的空隙率VV相等后，获得圆柱形沥青混合料的模拟试件，然后制作得到所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型和所述模拟试件中集料的模拟模型。
具体地，将所述矿料与所述沥青作为沥青砂浆，并设定沥青混合料模拟试件的空隙率和所述沥青混合料的空隙率VV相等后，再将粒径≤1.18mm的沥青混合料的矿料与沥青混合料的沥青视作沥青砂浆，计算所述沥青砂浆的二维面积S砂浆，然后根据沥青砂浆模拟试模的二维面积制作得到所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型，所述沥青砂浆的二维面积S砂浆的表达式为：
其中，ρ标准表示沥青混合料标准密度，单位为g/cm3；d表示模拟试件直径，单位为m；h表示模拟试件高度，单位为m；VV表示空隙率，单位为％；P≤1.18表示粒径≤1.18mm的沥青混合料的矿料占所述模拟试件的总质量百分率，单位为％；ρ≤1.18表示粒径≤1.18mm的沥青混合料的矿料密度，单位为g/cm3；P沥青表示沥青混合料的沥青占所述模拟试件的总质量百分率，单位为％；ρ沥青表示沥青混合料的沥青密度，单位为g/cm3。
在所述半封闭矩形模拟试模中随机生成直径为0.6mm的砂浆基础颗粒，当生成所述砂浆基础颗粒的总面积达到S砂浆时，停止生成砂浆基础颗粒，具体过程为：
根据沥青混合料的半封闭矩形模拟试模、模拟压头、模拟试验机下压板、模拟试验机上压板，将粒径≤1.18mm的沥青混合料的矿料与沥青混合料的沥青视作沥青砂浆，并按照Φ0.1016m×h0.0635m尺寸制备模拟试件中沥青砂浆的模拟模型，所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型包括：
粒径≤1.18mm矿料的二维映射面积
沥青二维映射面积
本实施例中得到的沥青砂浆二维映射面积S砂浆＝1.724×10-3(m2)
其中，Φ表示沥青混合料试件的直径，h表示沥青混合料试件的高度；
S砂浆表示沥青二维映射面积，单位为m2；ρ标准表示沥青混合料标准密度，单位为g/cm3；d表示模拟试件直径，单位为m；h表示模拟试件高度，单位为m；VV表示空隙率，单位为％；P≤1.18表示粒径≤1.18mm的沥青混合料的矿料占模拟试件总质量的百分率，单位为％；ρ≤1.18表示粒径≤1.18mm的沥青混合料矿料密度，g/cm3；P沥青表示沥青占沥青混合料试件总质量百分率，单位为％；ρ沥青表示沥青混合料中的沥青密度，单位为g/cm3；在所述半封闭矩形模拟试模中随机生成直径为0.6mm的沥青砂浆基础颗粒，当生成所述颗粒总面积达到S砂浆时，停止生成颗粒。
利用二维颗粒流内置命令“ball”持续地生成直径为0.6mm的砂浆基础颗粒，当生成的直径为0.6mm的砂浆基础颗粒总面积的总面积达到1.724×10-3m2时，停止生成直径为0.6mm的砂浆基础颗粒。
赋予砂浆模型微力学参数，包括法向刚度kn、切向刚度ks、parallel粘结法向刚度pb_kn、parallel粘结切向刚度pb_ks、parallel粘结法向强度pb_nstrength、平行粘结切向强度pb_sstrength、parallel粘结半径pb_radius以及摩擦系数μ，微力学参数可通过沥青混合料室内抗压强度试验结果反算获取。采用parallel粘结模型与滑动模型描述沥青混合料的颗粒结构特征和力学特征，其中parallel粘结模型通过parallel粘结法向刚度pb_kn、parallel粘结切向刚度pb_ks、parallel粘结法向强度pb_nstrength、平行粘结切向强度pb_sstrength和parallel粘结半径pb_radius定义，滑动模型通过摩擦系数μ定义；所述赋予砂浆模型微力学参数，如表3所示。
表3
1.3根据沥青混合料的空隙率VV和沥青混合料的半封闭矩形模拟试模，计算第i种粒径大于1.18mm集料颗粒的二维面积Si，并根据第i种粒径大于1.18mm集料颗粒的二维面积Si制作得到所述模拟试件中集料的模拟模型；其中，i∈{1,2,…,K}，K表示粒径大于1.18mm规格的沥青混合料的矿料密度种类总个数。
具体地，第i种粒径大于1.18mm集料颗粒的二维面积Si的表达式为：
其中，Pi表示第i种粒径大于1.18mm的沥青混合料的矿料占模拟试件的总质量百分率，单位为％；i∈{1,2,…,K}，K表示粒径大于1.18mm规格的沥青混合料的矿料密度种类总个数；ρi表示第i种粒径大于1.18mm的沥青混合料的矿料密度，单位为g/cm3。
在所述模拟试模中生成颗粒，并使之符合第i种粒径大于1.18mm的沥青混合料的粒径要求，当生成颗粒的总面积达到Si时，停止颗粒生成。
参照图2，为沥青混合料抗压强度数值试验砂浆与集料颗粒生成示意图；本实施例选用四种粒径大于1.18mm的集料颗粒，其主要内容为：
所述19～26.5mm集料二维映射面积 然后，利用二维颗粒流内置命令“ball”持续地生成直径介于19～26.5mm之间的集料颗粒，当生成的直径介于19～26.5mm之间的集料颗粒总面积达到0.184×10-3m2时，停止所述19～26.5mm之间的集料颗粒生成。
根据模拟试件中沥青砂浆的模拟模型，计算16～19mm集料二维映射面积S2，所述16～19mm集料二维映射面积 然后，利用二维颗粒流内置命令“ball”持续地生成直径介于16～19mm之间的集料颗粒，当生成的直径介于16～19mm之间的集料颗粒总面积达到0.501×10-3m2时，停止所述16～19mm之间的集料颗粒生成。
根据模拟试件中沥青砂浆的模拟模型，计算13.2～16mm集料二维映射面积S3，所述13.2～16mm集料二维映射面积 然后，利用二维颗粒流内置命令“ball”持续地生成直径介于13.2～16mm之间的集料颗粒，当生成的直径介于13.2～16mm之间的集料颗粒总面积达到0.702×10-3m2时，停止所述13.2～16mm之间的集料颗粒生成。
根据模拟试件中沥青砂浆的模拟模型，计算9.5～13.2mm集料二维映射面积S4，所述9.5～13.2mm集料二维映射面积 然后，利用二维颗粒流内置命令“ball”持续地生成直径介于9.5～13.2mm之间的集料颗粒，当生成的直径介于9.5～13.2mm之间的集料颗粒总面积达到1.108×10-3m2时，停止所述9.5～13.2mm之间的集料颗粒生成。
根据模拟试件中沥青砂浆的模拟模型，计算4.75～9.5mm集料二维映射面积S5，所述4.75～9.5mm集料二维映射面积 然后，利用二维颗粒流内置命令“ball”持续地生成直径介于4.75～9.5mm之间的集料颗粒，当生成的直径介于4.75～9.5mm之间的集料颗粒总面积达到0.785×10-3m2时，停止所述4.75～9.5mm之间的集料颗粒生成。
根据模拟试件中沥青砂浆的模拟模型，计算2.36～4.75mm集料二维映射面积S6，所述2.36～4.75mm集料二维映射面积 然后，利用二维颗粒流内置命令“ball”持续地生成直径介于2.36～4.75mm之间的集料颗粒，当生成的直径介于2.36～4.75mm之间的集料颗粒总面积达到0.461×10-3m2时，停止所述2.36～4.75mm之间的集料颗粒生成。
根据模拟试件中沥青砂浆的模拟模型，计算1.18～2.36mm集料二维映射面积S7，所述1.18～2.36mm集料二维映射面积 然后，利用二维颗粒流内置命令“ball”持续地生成直径介于4.75～9.5mm之间的集料颗粒，当生成的直径介于4.75～9.5mm之间的集料颗粒总面积达到0.499×10-3m2时，停止所述1.18～2.36mm之间的集料颗粒生成。
赋予集料模型微力学参数，包括法向刚度kn、切向刚度ks及摩擦系数μ，如表4所示；其中，微力学参数可通过沥青混合料室内抗压强度试验结果反算获取。
表4
1.4对所述模拟试件中沥青砂浆的模拟试模和所述模拟试件中集料的模拟模型进行描述得到所述模拟试件中集料-沥青砂浆界面的模拟模型。
具体地，根据模拟试件中沥青砂浆的模拟试模和所述模拟试件中集料的模拟模型，并采用parallel粘结模型与滑动模型描述集料-沥青砂浆之间界面的结构特征和力学特征赋予的砂浆模型微力学参数，对模拟试件中的集料-沥青砂浆界面进行模拟，进而得到模拟试件中集料-沥青砂浆界面的微力学参数，然后再根据模拟试件中集料-沥青砂浆界面的微力学参数，获取所述模拟试件中集料-沥青砂浆界面的模拟模型。
其中，采用parallel粘结模型与滑动模型描述集料-沥青砂浆之间的界面结构特征和力学特征赋予的砂浆模型微力学参数，包括法向刚度kn、切向刚度ks、parallel粘结法向刚度pb_kn、parallel粘结切向刚度pb_ks、parallel粘结法向强度pb_nstrength、平行粘结切向强度pb_sstrength、parallel粘结半径pb_radius以及摩擦系数μ。
微力学参数如表5所示，其中，pb_kn表示parallel粘结法向刚度，pb_ks表示parallel粘结切向刚度，pb_nstrength表示parallel粘结法向强度，pb_sstrength表示平行粘结切向强度，pb_radius表示parallel粘结半径。
表5
步骤2，将所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型、所述模拟试件中集料的模拟模型和所述模拟试件中集料-沥青砂浆界面的模拟模型相互进行穿插组合，当组合后得到的模型的空隙率与所述沥青混合料的空隙率VV相同时，再对组合后得到的模型依次进行压实和脱膜处理，进而得到成型的沥青混合料模拟试件。
具体地，将所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型、所述模拟试件中集料的模拟模型和所述模拟试件中集料-沥青砂浆界面的模拟模型相互进行穿插组合，当组合后得到的模型的空隙率与所述沥青混合料的空隙率VV相同时，对所述组合后得到的模型先进行压实，得到已压实的沥青混合料模拟试件，再对已压实的沥青混合料模拟试件进行脱膜处理，得到成型的沥青混合料模拟试件。
参照图3，为得到已压实的沥青混合料模拟试件的过程示意图；所述模拟压头以速度v1＝0.001m/s竖直向下推动所述半封闭矩形模拟试模内的集料颗粒，所述竖直向下推动需要的运算步数为：
其中，N1表示所述竖直向下推动需要的运算步数，单位为step；L表示模拟压头的移动距离，单位为m；v1表示模拟压头的移动速度，单位为m/s；dt表示时间步长，单位为s/step；H表示所述半封闭矩形模拟试模高度，单位为m；h表示模拟试件高度，单位为m；l表示模拟试模与模拟试件的距离，单位为m。
参照图4，为已压实的沥青混合料模拟试件的脱模处理过程示意图；对已压实的沥青混合料模拟试件进行脱模处理，当已压实的沥青混合料模拟试件成型到设定尺寸后，删除模拟压头对应的水平墙体，并以速度v2向上移动所述半封闭矩形模拟试模对应的竖直墙体，直至脱模处理需要的运算步数达到N2为止，其表达式为：
其中，v2表示所述模拟试模竖直墙体的移动速度，单位为m/s；dt表示时间步长，单位为s/step。
本实施例中，以速度v2＝0.002m/s向上移动所述模拟试模竖直墙体，脱模处理需要的运算步数为：
在脱模处理过程中，为耗散模拟沥青混合料试件内部因颗粒重叠产生的应力并模拟沥青混合料实际脱模过程中试件的微量膨胀，采用自定义函数“get_ballance”使脱模过程中每计算一步，所有颗粒的动能都清零一次。在试件被脱出后，设置所有墙体移动速度为零，继续运行“get_ballance”函数一定步数以保证颗粒间应力充分耗散，脱模后的模拟试件即为成型的沥青混合料模拟试件，如图5所示，图5为成型的沥青混合料模拟试件示意图。
步骤3，对成型的沥青混合料模拟试件进行抗压强度数值试验，得到模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力值与应变量，然后绘制所述模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力-应变曲线，并据此计算沥青混合料的抗压强度。
3.1对成型的沥青混合料模拟试件进行抗压强度数值试验，得到模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力值与应变量。
具体地，参照图6，为成型的沥青混合料模拟试件进行抗压强度数值试验的加载过程示意图；对成型的沥青混合料模拟试件进行抗压强度数值试验，模拟试验机上压板以固定的速度v向模拟试件表面移动，本实施例中v＝3.33×10-5m/s。当模拟试验机上压板接触成型的沥青混合料模拟试件表面时，利用二维颗粒流内置命令“history”得到模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力值与应变量，并通过“history write”命令将试验结果以“txt”形式导出。
在加载过程中，会产生新的集料颗粒之间的接触，而在沥青混合料模拟试件生成时采用的“property”命令仅可对已知的接触进行参数赋予。因此，在加载过程中引入“fishcall.fis”文件，并自定义函数“catch_contact_parallel”，以“set fishcall FC_CONT_CREATE catch_contact_parallel”为控制手段，控制新产生的集料颗粒之间接触为parallel粘结接触。
3.2根据模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力值与应变量，绘制所述模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力-应变曲线，获取所述应力-应变曲线的峰值，并将所述应力-应变曲线的峰值作为沥青混合料抗压强度。
具体地，参照图7，为模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力～应变曲线图；根据模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力值与应变量，绘制所述模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力-应变曲线，获知所述应力-应变曲线的峰值为7.10MPa，并将所述应力-应变曲线的峰值7.10MPa作为沥青混合料的抗压强度。
参照图8，为榆绥高速公路AC-20沥青混合料抗压强度实际试验结果与数值试验结果对比图；由图8可以看出，数值试验结果与实际试验结果基本吻合，从而证明了本发明在预测沥青混合料抗压强度上的可行性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围；这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种沥青混合料抗压强度的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，确定沥青混合料，且该沥青混合料包含矿料、沥青和集料，进而分别获取沥青混合料标准密度、沥青混合料的空隙率VV及沥青混合料中矿料的密度、沥青的密度，并制作得到沥青混合料的半封闭矩形模拟试模、模拟压头、模拟试验机下压板、模拟试验机上压板，然后将所述矿料与所述沥青作为沥青砂浆，并设定沥青混合料模拟试件的空隙率和所述沥青混合料的空隙率VV相等后，获得圆柱形沥青混合料的模拟试件，然后制作得到所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型和所述模拟试件中集料的模拟模型，进而制作得到所述模拟试件中集料-沥青砂浆界面的模拟模型；
其中，所述沥青混合料的半封闭矩形模拟试模、模拟压头、模拟试验机下压板、模拟试验机上压板，其制作过程分别为：
将两片高度为H的竖直墙体和一片长度为d的水平墙体组成开口向上的沥青混合料的半封闭矩形模拟试模；
在所述半封闭矩形模拟试模竖直上方l处获取一片长度同样为d的水平墙体，制作得到沥青混合料的模拟压头；
将长度为D的水平墙体与所述半封闭矩形模拟试模底面重合，并始终固定重合位置不变，然后在其重合位置的两端对应获取两片竖直墙体，组成沥青混合料的模拟试验机下压板；在所述半封闭矩形模拟试模上方l’处获取一片长度为D的水平墙体，并在其水平墙体两端对应获取两片竖直墙体，组成沥青混合料的模拟试验机上压板；其中，H、d、l、l’、D分别表示自然数，l'>l，D＞d；
所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型和所述模拟试件中集料的模拟模型，其获得过程分别为：
将粒径≤1.18mm的沥青混合料的矿料与沥青混合料的沥青视作沥青砂浆，并根据沥青混合料的矿料密度、沥青混合料的沥青密度、沥青混合料的标准密度和沥青混合料的空隙率VV，计算得到沥青砂浆模拟试模的二维面积S砂浆，然后根据沥青砂浆模拟试模的二维面积制作得到所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型；
根据沥青混合料的空隙率VV和沥青混合料的半封闭矩形模拟试模，计算第i种粒径大于1.18mm集料颗粒的二维面积Si，并根据第i种粒径大于1.18mm集料颗粒的二维面积Si制作得到所述模拟试件中集料的模拟模型；其中，i∈{1,2,L,K}，K表示粒径大于1.18mm规格的沥青混合料的矿料密度种类总个数；
步骤2，将所述模拟试件中沥青砂浆的模拟模型、所述模拟试件中集料的模拟模型和所述模拟试件中集料-沥青砂浆界面的模拟模型相互进行穿插组合，当组合后得到的模型的空隙率与所述沥青混合料的空隙率VV相同时，再对组合后得到的模型依次进行压实和脱模处理，进而得到成型的沥青混合料模拟试件；
步骤3，对成型的沥青混合料模拟试件进行抗压强度数值试验，得到模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力值与应变量，然后绘制所述模拟试验机上压板与成型的沥青混合料模拟试件接触面的应力-应变曲线，并据此计算沥青混合料的抗压强度。
2.如权利 要求1所述的一种沥青混合料抗压强度的优化方法，其特征在于，所述沥青砂浆模拟试模的二维面积S砂浆，其表达式为：
其中，ρ标准表示沥青混合料标准密度，单位为g/cm3；S≤1.18表示粒径≤1.18mm矿料的二维映射面积，单位为m2；S沥青表示沥青二维映射面积，单位为m2；d表示模拟试件直径，单位为m；h表示模拟试件高度，单位为m；VV表示空隙率，单位为％；P≤1.18表示粒径≤1.18mm的沥青混合料的矿料占所述模拟试件的总质量百分率，单位为％；ρ≤1.18表示粒径≤1.18mm的沥青混合料的矿料密度，单位为g/cm3；P沥青表示沥青混合料的沥青占所述模拟试件的总质量百分率，单位为％；ρ沥青表示沥青混合料的沥青密度，单位为g/cm3。
3.如权利 要求1所述的一种沥青混合料抗压强度的优化方法，其特征在于，所述第i种粒径大于1.18mm集料颗粒的二维面积Si，其表达式为：
其中，Pi表示第i种粒径大于1.18mm的沥青混合料的矿料占模拟试件的总质量百分率，单位为％；ρi表示第i种粒径大于1.18mm的沥青混合料的矿料密度，单位为g/cm3。
4.如权利 要求1所述的一种沥青混合料抗压强度的优化方法，其特征在于，所述对组合后得到的模型依次进行压实和脱模处理，还包括：
对所述组合后得到的模型先进行压实，得到已压实的沥青混合料模拟试件，再对已压实的沥青混合料模拟试件进行脱模处理，得到成型的沥青混合料模拟试件；其中，在压实过程中，所述模拟压头以速度v1竖直向下推动所述半封闭矩形模拟试模内的集料颗粒，所述竖直向下推动需要的运算步数为：
对已压实的沥青混合料模拟试件进行脱模处理，当已压实的沥青混合料模拟试件成型到设定尺寸后，删除模拟压头对应的水平墙体，并以速度v2向上移动所述半封闭矩形模拟试模对应的竖直墙体，直至脱模处理需要的运算步数达到N2为止，其表达式为：
其中，N1表示所述竖直向下推动需要的运算步数，单位为step；L表示模拟压头的移动距离，单位为m；v1表示模拟压头的移动速度，单位为m/s；dt表示时间步长，单位为s/step；H表示所述半封闭矩形模拟试模高度，单位为m；h表示模拟试件高度，单位为m；l表示模拟试模与模拟试件的距离，单位为m；v2表示所述模拟试模竖直墙体的移动速度，单位为m/s。
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