CN112651163B - 一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法，属于计算、推算或计数的技术领域。该方法：根据双层排水沥青路面级配、目标空隙率要求，确定混合料油石比及内部各结构组分体积占比；利用三维建模方法，构建基于真实集料球形度、扁平比和形状因子的集料模型；采用单轴压缩试验和动态剪切流变试验，分别确定沥青砂浆常温和沥青高温burger`s参数；将沥青混合料内部接触模型导入离散元软件中，根据施工工艺流程分别进行下层压实、粘层油的洒布及上层的压实。本发明提供了更为合理有效的双层排水沥青路面施工工艺的离散元模拟方法，为优化双层排水沥青路面的施工工艺参数提供了技术条件，也为双层排水路面力学性能及功能性仿真提供了前提条件。

Description

一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法
技术领域
本发明公开了一种利用计算机辅助设计仿真模型的方法，尤其涉及一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法，属于计算、推算或计数的技术领域。
背景技术
双层排水沥青路面依赖于上下两层大空隙结构，具备优异的排水和降噪性能，利用离散元构建双层排水沥青路面，有助于从细观角度揭示其结构特征，为路面力学性能分析提供理论模型基础。为保证路面模型的真实可靠以及基于模型所展开的仿真结果的准确性，双层沥青路面模型的构建则需要严格考虑其真实的成型过程。
现有的双层排水沥青路面离散元模型构建主要有以下两种方法：1、将等体积颗粒规则排列表征沥青砂浆组分，依据油石比大小随机选择邻近小球，组合为不规则集料，并根据空隙率删除部分小球；2、利用CT扫描重构不规则集料，将集料模板导入PFC3D软件中，依据油石比生成不规则集料及沥青砂浆，利用墙体压实沥青混合料至目标高度。
方法1未考虑路面施工成型过程，直接构建路面模型，过程简单，人为随机分配的内部空隙分布与实际情况存在差异，且不规则集料均采用凸包算法构建，未考虑凹集料情况，同时忽略了粘层油洒布过程；方法2反映了真实集料的形状，但CT扫描成本过高，重构过程中切片图像处理的工作量大，且成型过程未考虑路面压实成型过程的高温状态以及粘层油的洒布过程。
因此，基于真实集料的形状参数(如球形度、扁平比和形状因子)进行集料模板的三维构建，可以充分考虑集料的真实形状，同时大大减少不规则集料生成的工作量和经济成本。考虑真实施工步骤、环境温度变化以及粘层油的影响，将大幅提高双层排水沥青路面模型精度和可靠性。
发明内容
本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法。该方法基于真实集料的形状参数进行不规则集料的生成，根据沥青砂浆单轴压缩试验以及沥青动态剪切流变试验，获得常温和高温burger`s模型参数，并基于真实施工工艺构建双层排水沥青路面模型，有效提高了模型的精度和可靠性。该方法主要解决传统双层沥青路面离散元模型构建中未充分考虑集料形状、高温压实环境、压实成形过程以及三维重构成本过高、工作量大、路面内部空隙不符合真实空隙分布规律的技术问题。
本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：
一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法，具体包括如下7个步骤。
步骤1)根据双层排水沥青路面级配、集料总表面积计算公式以及沥青膜厚度计算获得油石比，再根据所设计的双层排水沥青路面试件体积、空隙率、油石比、沥青体积、集料体积、沥青砂浆密度、单个沥青砂浆颗粒体积以及各档集料颗粒体积计算得到离散元模拟所需的沥青砂浆和各档粗集料需要的颗粒个数；
步骤2)采用三维建模方法，构建基于各档真实粗集料球形度、扁平比和形状因子等三维属性参数的集料模型，将三维集料模型转为STL格式文件，导入PFC3D软件中作为集料模板，采用bubble-pack算法对模板进行pebble填充；
步骤3)基于步骤1)所得到的颗粒个数，在PFC3D软件中生成对半缩放的双层排水沥青路面下层集料颗粒和未缩放沥青砂浆颗粒，分别赋予集料密度和沥青砂浆密度，默认接触设置为linear接触，迭代稳定后放大集料颗粒至正常比例，记录各档集料颗粒中心点位置坐标、半径、分组等信息，基于步骤2)中构建的各档集料模型以及集料信息对各档集料颗粒进行ball-clump替换，并对各档粗集料重新赋予密度；
步骤4)采用单轴压缩试验和动态剪切流变试验，分别获得常温沥青砂浆应变-时间曲线和高温沥青复数剪切模量和相位角，拟合获得burger`s模型中Maxwell参数和Kelvin参数，集料-集料接触标定为linear接触，沥青砂浆内部、沥青砂浆-集料接触标定为burger`s接触；
步骤5)将沥青混合料内部接触模型导入PFC3D软件中，对路面系统赋予重力加速度使下层排水沥青路面达到松铺状态，生成加载板，按照初压、复压及终压的顺序对下层排水沥青路面进行分阶段压实，直至达到目标厚度；
步骤6)考虑模拟效率及精度要求，将粘层油用0.001m半径球颗粒表示，根据粘层油用量换算为相应的颗粒个数，在下层排水沥青路面上洒布粘层油颗粒，重复步骤4)、步骤5)完成上层排水沥青路面的摊铺压实；
步骤7)在路面结构内布设空隙率测量球，获得内部空隙沿深度分布规律与整体空隙率大小，对比真实路面上下层空隙率大小及不同深度平面空隙率大小，如果结果吻合则模型精度满足要求，否则返回步骤1)调整沥青膜厚度，或步骤3)调整ball-clump体积替换系数，重新进行双层排水沥青路面施工过程模拟，直至符合真实路面空隙特征。
进一步地，步骤1主要包括以下步骤：
步骤1.1)根据沥青膜厚度、集料总表面积获得油石比，再根据集料密度和沥青密度计算得到集料和沥青体积，最后根据沥青砂浆颗粒粒径获得沥青砂浆颗粒个数:
A＝(2+0.02a+0.04b+0.08c+0.14d+0.3e+0.6f+1.6g)/48.74 (1)
pa＝A×h (2)
Figure BDA0002882295010000031
Figure BDA0002882295010000032
Vam＝Vstone×(b+c+d+e+f+g)+Vasphalt (5)
mam＝Vstone×(b+c+d+e+f+g)×γa+Vasphalt×γb (6)
Figure BDA0002882295010000033
Figure BDA0002882295010000034
式中，A为集料总表面积，a、b、c、d、e、f、g分别为集料粒径为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm和0.075mm时的筛孔通过率(％)，h为沥青膜厚度(μm)，γa表示集料密度(kg/m3)，γb表示沥青密度(kg/m3)，pa为油石比(％)，Vstone为集料体积(m3)，Vasphalt为沥青体积(m3)，Vam为沥青砂浆体积(m3)，mam为沥青砂浆质量(kg)，γc为沥青砂浆密度(kg/m3)，nam为沥青砂浆球颗粒个数。
步骤1.2)根据试件空隙率、体积、第i档集料质量占比和平均粒径获得第i档集料的颗粒个数:
Figure BDA0002882295010000035
式中，mi为第i档集料的颗粒个数，Vstone为集料体积(m3)，Pi表示第i档集料质量占比(％)，ri为第i档集料的平均粒径(m)。
进一步地，步骤2主要包括以下步骤：
步骤2.1)从粗集料(粒径大于2.36mm)中筛选N颗进行编号并统计形状参数，包括球形度、扁平比、形状因子，绘制出三项指标与编号的点线统计图，基于统计图波动范围利用三维建模软件C4D绘制出集料三维模板并存为STL格式文件；
步骤2.2)将各档集料模板STL格式文件导入PFC3D软件中，基于软件内置的bubble-pack算法反复调整最大—最小颗粒体积比ratio和颗粒中心点距离distance获得精度和计算效率最优的clump模板。
进一步地，步骤3主要包括以下步骤：
步骤3.1)按照步骤1)计算得到的各档集料和沥青砂浆个数，在预定大小的模具中生成球颗粒并分别赋予密度，其中集料颗粒半径折减一半，沥青砂浆颗粒半径为正常比例，默认接触设置为linear接触，利用cycle及calm命令使得集料和沥青砂浆重叠部分弹开并迭代至相对稳态，之后将集料颗粒组分放大至正常比例，并设置局部阻尼damp再次利用cycle及calm命令进行迭代至相对稳态；
步骤3.2)编写粗集料颗粒ball-clump替换函数，遍历粗集料颗粒，输出第j个粗集料颗粒中心点位置坐标posj(xj,yj,zj)、半径rj，设定ball-clump替换因子为α(α≤1)，利用clump replicate命令基于等体积替换粗集料颗粒并进行分组，集料密度和接触均与步骤3.1)中相同，利用cycle和calm命令使得重叠部分弹开并迭代至相对稳态。
进一步地，步骤4主要包括以下步骤：
步骤4.1)利用细集料(≤2.36mm)和沥青制备沥青砂浆试件进行常温下的单轴压缩试验，获得试件的应变-时间关系曲线后基于burger`s本构方程拟合得出常温下的burger`s参数，即Maxwell参数(Km、Cm)和Kelvin参数(Kk、Ck)：
Figure BDA0002882295010000041
式中，ε(t)为不同时刻试件应变，t为轴载作用时间，J(t)为蠕变柔量，σ为监测应力，Km、Kk分别为常温Maxwell、Kelvin刚度，Cm、Ck分别为常温Maxwell、Kelvin粘度。
步骤4.2)对沥青进行DSR动态剪切流变试验，采用控制应变的方法获得高温条件下不同频率范围沥青的复数剪切模量G※和相位角δ，基于动态剪切柔量|J*(ω)|、动态剪切模量|G*(ω)|以及burger`s参数之间的关系，并根据目标函数最小原则拟合得到Maxwell参数(Kmh、Cmh)和Kelvin参数(Kkh、Ckh)：
Figure BDA0002882295010000051
Figure BDA0002882295010000052
Figure BDA0002882295010000053
Figure BDA0002882295010000054
Figure BDA0002882295010000055
Figure BDA0002882295010000056
式中，objective_function为储能剪切模量和损失模量的预测值与实测值的误差函数，
Figure BDA0002882295010000057
为频率为ωj时所测得的储能剪切模量，
Figure BDA0002882295010000058
为频率为ωj时所测得的损失剪切模量，G′(ωj)为频率为ωj时的预测储能剪切模量，G″(ωj)为频率为ωj时的预测损失剪切模量，|J*(ω)|为动态剪切柔量，J′(ω)为储能剪切柔量实部，J″(ω)为损失剪切柔量虚部，|G*(ω)|为动态剪切模量，Kmh、Kkh分别为高温Maxwell、Kelvin刚度，Cmh、Ckh分别为高温Maxwell、Kelvin粘度。
步骤4.3)将步骤4.1)中得到的常温burger`s宏观参数和步骤4.2)中得到的高温burger`s宏观参数转换为细观burger`s参数：
Pm＝PM×L (17)
其中，Pm为细观burger`s参数，PM为宏观burger`s参数，L为细观颗粒中心点距离。
步骤4.4)将沥青砂浆-沥青砂浆接触、沥青砂浆-集料接触设置为步骤4.2)中获得的高温下burger`s参数、集料-集料接触标定为linear接触。
进一步地，步骤5主要包括以下子步骤：
步骤5.1)将沥青混合料内部接触模型导入PFC3D软件中，在系统中施加重力加速度g，使得下层沥青混合料自由落体至松铺状态；
步骤5.2)生成上层加载板，对上加载板施加初速度直至刚好接触下层沥青混合料，利用伺服命令servo使得加载板作用在沥青混合料上表面的应力稳定0.7MPa进行初压，直至到达指定压缩高度停止；
步骤5.3)编写振动复压函数，在0.7MPa应力的基础上施加一个幅值为σamplitude、频率为f的上下振动压实函数对沥青混合料进行振动复压，使得下层路面分布进一步均匀密实；
步骤5.4)卸除振动复压函数，采用0.7MPa应力对下层路面进行终压，直至达到目标高度停止压实。
进一步地，步骤6主要包括以下子步骤：
步骤6.1)撤去上加载板，下层沥青混合料高温burger`s参数替换为常温burger`s参数，根据每单位面积下粘层油的撒布量、试件横断面面积以及公式(8)获得粘层油颗粒个数；
步骤6.2)向下层路面表面洒布粘层油颗粒，赋予高温下burger`s细观参数，同时重复步骤4)、步骤5)完成上层沥青混合料生成、高温burger`s赋值以及投放与模拟压实过程。
本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：本发明从集料形状入手，基于真实形态的球形度、扁平比以及形状因子，采用三维建模方法，构建更符合实际形状的集料模型，有效提高模拟精度、效率并缩减建模成本；通过单轴压缩试验以及DSR动态剪切流变试验，获得常温沥青砂浆及高温沥青的burger`s参数，考虑了温度对双层排水沥青路面成型的影响；基于真实施工成型过程，采用静载初压、振动复压及静载终压的方式，成型双层排水沥青路面模型，同时考虑粘层油的使用，并通过内部空隙分布判断模型准确性。本发明成果提供了更为合理有效的双层排水沥青路面施工工艺离散元模型构建及其模拟方法，为优化双层排水沥青路面的施工工艺参数提供了技术条件，也为双层排水路面力学性能及功能性仿真提供了前提条件。
附图说明
图1为施工工艺模拟流程图。
图2为玄武岩粗集料形状指数统计图。
图3为基于形状指数构建的集料三维模型示意图。
图4为下层排水沥青混合料模型示意图。
图5为下层排水沥青混合料表面粘层油洒布示意图。
图6为双层排水沥青路面模型纵断面示意图。
图7为双层排水沥青路面平面空隙率随深度分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明，以6.5cm厚度的双层排水沥青路面结构为例，进行双层排水沥青路面施工工艺模拟，模拟流程图如图1所示。
步骤1.1)路面材料选用玄武岩以及SBS改性沥青，实测得集料毛体积密度为γa＝2700kg/m3，沥青密度为γb＝1100kg/m3，排水沥青混合料沥青膜厚度参考规范取h＝14μm，上下层排水沥青混合料级配如表1所示：
表1上、下层排水沥青混合料级配表
Figure BDA0002882295010000071
其中2.36mm以下集料视为细集料，其与沥青共同组成沥青砂浆，2.36mm以上集料视为粗集料组成沥青混合料骨架，上层混合料空隙率取18％，下层混合料空隙率取20％。圆柱形试件尺寸为直径φ10cm，高H6.5cm，上层厚度为2.5cm，下层厚度为4cm，沥青砂浆颗粒半径设置为0.001m。根据公式(1)、(2)计算得到上、下层混合料油石比分别为4.95％、4.56％。根据公式(3)、(4)、(5)、(6)、(8)计算得到上、下层沥青砂浆颗粒个数为12878个、6992个，根据公式(7)获得上、下层沥青砂浆密度分别为1905kg/m3、1820kg/m3；
步骤1.2)根据公式(9)计算得到各档粗集料个数，具体数值见表2：
表2上、下层粗集料个数计算表
Figure BDA0002882295010000072
Figure BDA0002882295010000081
步骤2.1)筛选30颗玄武岩粗集料作为样本，量化上、下层各档粗集料球形度、扁平比及形状因子，绘制形状指数-集料编号点线图，如图2所示。由图可知，球形度分布于1.0附近，扁平度大部分分布于1.2～1.4，形状因子介于0.6～0.9。基于三项形状指数，利用C4D软件进行集料建模，将集料三维模板保存为STL格式文件；
步骤2.2)将各档粗集料模板STL格式文件，导入PFC3D软件中，如图3所示，基于bubble-pack算法，反复调整ratio以及distance，进行clump template试生成，得到每个集料模板对应的最优clump template；
步骤3.1)按表2生成下层沥青混合料颗粒，其中粗集料颗粒半径折减一半，将沥青砂浆密度1905kg/m3、1820kg/m3分别赋予上下层沥青砂浆颗粒，集料密度取2700kg/m3，默认接触标定为linear模型，法向、切向刚度均取50GPa，摩擦系数f取0.5，利用cycle和calm命令弹开重叠颗粒，将粗集料颗粒放大至正常比例，设置局部阻尼damp＝0.3，再次利用cycle和calm命令，使颗粒弹开并达到相对稳态；
步骤3.2)利用编写的ball-clump替换函数，遍历粗集料颗粒指针，获取第i个粗集料颗粒中心点位置坐标posi(xi,yi,zi)以及半径ri，设定体积替换因子α∈(0.91,0.95)，利用clump replicate命令，基于等体积原理替换粗集料颗粒，集料密度和接触参数与步骤3.1)中相同，再次利用cycle和calm命令，使重叠部分弹开并达到相对稳态；
步骤4.1)根据上、下层混合料级配，利用细集料(≤2.36mm)和SBS改性沥青制备沥青砂浆，进行常温条件(20℃)下荷载为0.05MPa单轴压缩试验，利用公式(10)获得沥青砂浆常温下burger`s参数；
步骤4.2)对SBS改性沥青进行高温条件(150℃)下的DSR动态剪切流变试验，获得不同频率范围(0.01Hz～100Hz)的复数剪切模量(G*)和相位角(δ)，并基于公式(16)获得SBS改性沥青高温下burger`s参数；
步骤4.3)采用公式(17)，将宏观burger`s参数转化为细观burger`s参数，见表3：
表3 burger`s细观参数表
细观参数 K<sub>m</sub>(Pa·m) C<sub>m</sub>(Pa·s·m) K<sub>k</sub>(Pa·m) C<sub>k</sub>(Pa·s·m)
上层常温参数 119200 78504980 49500 5658100
下层常温参数 71100 58033400 35500 4494720
细观参数 K<sub>mh</sub>(Pa·m) C<sub>mh</sub>(Pa·s·m) K<sub>kh</sub>(Pa·m) C<sub>kh</sub>(Pa·s·m)
上、下层高温参数 3852.1 36.2 10.9 6.2
步骤4.4)将沥青砂浆-沥青砂浆、沥青砂浆-集料接触标定为高温下burger`s接触参数，集料-集料接触标定为linear接触参数。
步骤5.1)将沥青混合料内部接触模型导入PFC3D软件中，设置重力加速度g＝9.8m/s2，使得下层沥青混合料下降至松铺状态，此时高度为4.5cm；
步骤5.2)生成上加载板，使其高度下降至刚好接触下层沥青混合料，利用servo机制，使得加载应力维持在0.7MPa，对下层沥青混合料进行初步压实，直至高度达到4.3cm；
步骤5.3)编写振动压实函数，在0.7MPa应力基础上对下层沥青混合料施加应力辐值为σamplititure＝0.2MPa，频率f＝30Hz的正弦应力波进行振动复压；
步骤5.4)卸除振动压实函数，采用0.7MPa应力对下层沥青混合料进行终压，直至高度达到4.0cm，如图4所示；
步骤6.1)撤去上加载板，将下层排水沥青混合料burger`s接触参数调整为常温下burger`s接触参数，粘层油洒布量取0.1kg/m2，经过公式(8)获得粘层油颗粒个数；
步骤6.2)向模具中洒布粘层油颗粒如图5所示，赋予高温下burger`s参数，同时重复步骤4.1)至5.4)，完成上层排水沥青路面的施工模拟过程，图6为完成施工工艺模拟后的双层排水沥青路面试件图；
步骤7)对成型的双层排水沥青路面模型进行空隙率的采集，上层空隙率为18.32％、下层空隙率为20.04％，与目标空隙率基本吻合。真实空隙率、模型空隙率及传统成型模型空隙率沿深度方向分布如图7所示，相比于传统成型模型空隙率，该方法成型的模型空隙率更贴近真实空隙率分布。由此可知本发明提供的施工工艺模拟方法准确性较高。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，计算离散元模拟双层排水沥青路面试件所需的沥青砂浆和各档粗集料的颗粒个数；
步骤2，构建各档粗集料的三维集料模型并生成各档粗集料模板；
步骤3，根据各档粗集料的颗粒个数生成对半缩放的下层集料颗粒，根据沥青砂浆的颗粒个数生成未缩放的沥青砂浆颗粒，赋予集料密度和沥青砂浆密度后以linear接触的方式迭代，迭代至相对稳态后放大下层集料颗粒至正常比例，记录各档粗集料颗粒中心点信息，根据各档粗集料模板及中心点信息对各档粗集料颗粒进行ball-clump替换，对替换处理后的各档粗集料颗粒重新赋予密度；
步骤4，采用单轴压缩试验获得常温沥青砂浆应变-时间曲线、经拟合获得常温下的burger`s参数，采用动态剪切流变试验获得高温沥青复数剪切模量和相位角、经拟合得到高温下的burger`s参数，通过集料与集料linear接触、沥青砂浆内部高温burger`s接触、沥青砂浆与集料高温burger`s接触的方式构建沥青混合料内部接触模型；
步骤5，对采用沥青混合料内部接触模型生成的路面系统赋予重力加速度，使下层排水沥青路面达到松铺状态，生成加载板，按照初压、复压及终压的顺序对下层排水沥青路面分阶段压实，直至达到目标厚度；
步骤6，根据模拟效率及精度要求确定表征粘层油颗粒的半径，根据粘层油用量计算粘层油的颗粒个数后，在下层排水沥青路面上洒布粘层油颗粒，重复步骤4和步骤5完成上层排水沥青路面的摊铺压实；
步骤7，在路面系统结构内布设空隙率测量球，获取路面系统内部空隙沿深度分布的规律与整体空隙率，若其与真实路面上下层空隙率吻合，结束离散元模拟，否则，调整沥青膜厚度后返回步骤1或者调整步骤3中ball-clump替换的体积系数后重新进行双层排水沥青路面施工过程模拟，直至与真实路面上下层空隙率吻合为止。
2.根据权利要求1所述一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法，其特征在于，步骤1中计算离散元模拟双层排水沥青路面试件所需的沥青砂浆颗粒个数的方法为：
根据沥青膜厚度h、集料总表面积A获得油石比pa，pa＝A×h，A＝(2+0.02a+0.04b+0.08c+0.14d+0.3e+0.6f+1.6g)/48.74，a、b、c、d、e、f、g分别为集料粒径为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm和0.075mm时的筛孔通过率；
再根据集料密度γa和沥青密度γb计算得到集料体积Vstone和沥青砂浆体积
Figure FDA0002882288000000021
Vam＝Vstone×(b+c+d+e+f+g)+Vasphalt，V为双层排水沥青路面试件的体积，Vvoid为双层排水沥青路面试件的目标空隙率，Vasphalt为沥青砂浆体积，
Figure FDA0002882288000000022
最后根据沥青砂浆颗粒粒径ram，γam＝[Vstone×(b+c+d+e+f+g)×γa+Vasphalt×γb]/Vam，获得沥青砂浆颗粒个数nam，
Figure FDA0002882288000000023
3.根据权利要求1所述一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法，其特征在于，步骤2构建各档粗集料的三维集料模型并生成各档粗集料模板的具体方法为：
对从粗集料中筛选出的N个颗粒进行编号并统计形状参数，绘制出形状参数与编号的点线统计图，根据统计图的波动范围利用三维建模软件C4D绘制出各档粗集料的三维集料模型并存为STL格式文件；
将各档集料模板STL格式文件导入PFC3D软件中，采用bubble-pack算法反复调整最大颗粒与最小颗粒的体积比以及颗粒中心点距离获得精度和计算效率最优的clump模板。
4.根据权利要求1所述一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法，其特征在于，步骤3中以linear接触的方式迭代的方法为利用cycle及calm命令使得集料和沥青砂浆重叠部分弹开直至达到相对稳态，放大下层集料颗粒至正常比例后，设置局部阻尼后再次利用cycle及calm命令进行迭代直至达到相对稳态。
5.根据权利要求1所述一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法，其特征在于，步骤3中根据各档粗集料模板及中心点信息对各档粗集料颗粒进行ball-clump替换的方法为：设定替换因子，利用clump replicate命令基于等体积替换粗集料颗粒并进行分组，通过集料与沥青砂浆linear接触的方式迭代至相对稳态。
6.根据权利要求1所述一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法，其特征在于，步骤4中根据常温沥青砂浆应变-时间曲线拟合获得常温下的burger`s参数的方法为：根据常温沥青砂浆应变-时间曲线以及burger`s本构方程拟合常温Maxwell刚度Km、常温Kelvin刚度Kk、常温Maxwell粘度Cm、常温Kelvin粘度Ck，burger`s本构方程为
Figure FDA0002882288000000031
Figure FDA0002882288000000032
ε(t)为t时刻试件应变，t为轴载作用时间，J(t)为t时刻蠕变柔量，σ为监测应力。
7.根据权利要求1所述一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法，其特征在于，步骤4中根据高温沥青复数剪切模量和相位角拟合得到高温下的burger`s参数的方法为：以储能剪切模量和损失模量的预测值与实测值的误差最小为目标函数，基于动态剪切柔量|J*(ω)|、动态剪切模量|G*(ω)|以及burger`s参数之间的关系得到高温Maxwell刚度Kmh、高温Kelvin刚度Kkh、高温Maxwell粘度Cmh、高温Kelvin粘度Ckh，所述目标函数为：
Figure FDA0002882288000000033
Figure FDA0002882288000000034
G′(ωj)为频率为ωj时的预测储能剪切模量，
Figure FDA0002882288000000035
为频率为ωj时所测得的储能剪切模量，G″(ωj)为频率为ωj时的预测损失剪切模量，
Figure FDA0002882288000000036
为频率为ωj时所测得的损失剪切模量，
Figure FDA0002882288000000037
Figure FDA0002882288000000038
J′(ω)为储能剪切柔量实部，J″(ω)为损失剪切柔量虚部，
Figure FDA0002882288000000039
8.根据权利要求1所述一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法，其特征在于，将步骤4中获得的常温下的burger`s参数和高温下的burger`s参数转换为细观burger`s参数，Pm＝PM×L，Pm为细观burger`s参数，PM为常温下的burger`s参数或高温下的burger`s参数，L为细观颗粒中心点距离。
9.根据权利要求1所述一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法，其特征在于，步骤5中按照初压、复压及终压的顺序对下层排水沥青路面分阶段压实的方法为：
生成上层加载版，对上层加载版施加初速度直至刚好接触下层沥青混合料，利用伺服命令servo使得上层加载板作用在下层沥青混合料上表面的应力稳定为0.7MPa，直至到达指定压缩厚度；
在0.7MPa应力的基础上施加一个幅值为σamplitude、频率为f的上下振动复压函数对下层沥青混合料进行振动复压，使得下层沥青路面分布均匀密实；
卸除振动复压函数，采用0.7MPa应力对下层沥青路面进行终压，直至达到目标厚度。
10.根据权利要求1所述一种双层排水沥青路面施工工艺离散元模拟方法，其特征在于，步骤6的具体实现方法为：
撤去上加载板，将下层沥青混合料的高温burger`s参数替换为常温burger`s参数，根据每单位面积下粘层油的撒布量、双层排水沥青路面试件横断面面积以计算粘层油颗粒个数；
向下层排水沥青路面的表面洒布粘层油颗粒，赋予高温下burger`s细观参数，同时重复步骤4、步骤5完成上层排水沥青路面混合料的摊铺压实。
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