CN113239433A - 一种钢桥面铺装层碾压施工模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢桥面铺装层碾压施工模拟方法，采用三维建模软件参照粗集料颗粒实际的形貌特征绘制典型粗集料颗粒三维模型并以此建立铺装层模型；使用FLAC3D软件建立带焊缝的钢桥面板模型；对铺装层模型和钢桥面板模型进行耦合；采用传送带式荷载模拟方式进行加载，模拟钢桥面铺装层碾压施工；采用单个颗粒平行粘结模型接触个数计算碾压完成后的压实度。本发明能够更加准确真实地模拟粗集料颗粒的真实形貌以及铺装层和钢桥面板的组合结构；考虑了焊缝、碾压工艺、结团料等施工质量影响因素，可有效模拟钢桥面铺装层碾压施工过程中的复杂工况；通过压实度的接触数法能够定量分析上述因素对铺装层压实效果的影响，实用性强，计算更加简便。

Description

一种钢桥面铺装层碾压施工模拟方法

技术领域

本发明属于钢桥面铺装工程技术领域，涉及一种钢桥面铺装层碾压施工模拟方法。

背景技术

目前，我国大跨径桥梁建设项目日益增多，钢桥面铺装技术快速发展，碾压作为钢桥面铺装施工过程中重要的一环，碾压施工的好坏对铺装层质量有直接影响，因此有必要对碾压施工进行严格的质量监控。然而在钢桥面碾压施工过程中往往会出现过度压实、压实度不足、混合料固化不均匀出现结团料、碾压焊缝时出现裂缝等问题，若采取试验段或室内试验的方式探究上述问题出现的原因以及造成的影响，需要耗费大量时间和经济成本，且很难获得深层次细观方面的结论，数值模拟方法为解决这类问题开辟了新的思路。

在道路工程沥青混合料模拟试验方面，常采用的数值模拟方法有有限元法和离散元法。有限元法主要是将离散介质材料构成的沥青混合料视为连续介质材料，赋予其连续本构模型来分析道路工程中的相关问题，但是有限元法的连续介质假设与沥青混合料非匀质、不连续的特点不符，无法准确地描述集料颗粒和砂浆颗粒之间的相互作用，难以进一步揭示沥青混合料的压实机理；离散元法对于研究集料颗粒和砂浆颗粒之间的相互作用则具有独到的优势，该方法可以方便地描述集料颗粒、砂浆内部以及不同沥青混合料界面的接触过程，更适用于沥青混合料的压实模拟研究。钢桥面铺装层的复合结构包含了铺装下层沥青混合料和钢桥面板，沥青混合料属于离散介质材料，钢桥面板是各向同性的线弹性连续介质材料，单纯使用一种数值模拟方法并不能准确反映二者的性质。调研相关数值模拟文献，发现道路工程中常用的有限元软件，例如Abaqus和Ansys，建立的钢桥面板模型与PFC3D软件建立的模型并不能够进行耦合分析，因此仍需对钢桥面复合结构数值模拟方法作进一步的探索。

此外，在离散元软件中通常使用规则形状的离散单元小球模拟沥青混合料中的粗集料颗粒，该方法不能够体现粗集料颗粒实际形貌特征对沥青混合料的影响。有研究者采用CT扫描技术和随机生成算法来解决上述问题，但基于CT扫描的三维图像重构技术操作繁琐，需要处理大量数据，难度大，成本高，费时费力，且仅限于已压实成型的沥青混合料的三维重构，无法描述松散状态的沥青混合料空间结构；使用随机生成方法常常会对粗集料颗粒进行简化，假定粗集料颗粒均为凸面体，这样会使建模变得简单但并不能很好的表征粗集料凹凸不平的特征。因此，设计一种快速有效的粗集料颗粒建模方法也显得十分必要。

在离散元软件中使用传统密度法计算压实度，需要统计粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒的个数，并按照粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒的密度分别计算质量，然后再进行密度计算；此外，还需要进行室内试验成型沥青混合料马歇尔试件，计算实验室标准密度，需要处理大量数据，试验操作繁琐，费时费力，因此，亟需提出一种针对于模拟试验计算压实度的方法。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，进一步探寻粗集料颗粒建模和钢桥面铺装复合结构碾压施工模拟的新方法，本发明调研大量数值模拟文献资料，提出采用三维建模软件参照粗集料颗粒的实际形貌特征绘制典型粗集料颗粒三维模型的方法，在此基础上采用离散介质和连续介质耦合的方法进行钢桥面铺装层碾压施工模拟，同时考虑了焊缝、碾压工艺以及结团料对铺装层碾压施工质量的影响，并提出采用单个颗粒平行粘结模型接触个数计算碾压完成后的压实度的方法，实用性强，操作简便，对现场施工具有重要的指导意义。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种钢桥面铺装层碾压施工模拟方法，包括如下步骤：

S1、使用三维建模软件，按照沥青混合料级配要求的粒径生成三维球体，参照粗集料颗粒实际的形貌特征，对三维球体边界进行调整，绘制不同形状的典型粗集料颗粒三维模型，以此创建一个粗集料颗粒模板库；

S2、使用PFC3D软件建立一个计算区域，在该计算区域内使用墙功能建立计算边界，用于投放建立铺装层模型所需的粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒，随机删除部分沥青砂浆颗粒达到规定空隙率，使用步骤S1获得的粗集料颗粒模板库中的典型粗集料颗粒三维模型替换随机投放的粗集料颗粒；

S3、为投放的粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒设置接触模型，同时设定对应模型的微观参数；赋予粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒重力加速度，使粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒依靠自重下落，成型松铺状态的铺装层模型；

S4、使用FLAC3D软件中的extrusion建模方法建立规定尺寸的钢桥面板模型，划分网格，定义本构模型、设定材料参数和边界条件；

S5、在FLAC3D软件中加载步骤S2中所述的PFC3D程序，导入步骤S3中建立的铺装层模型，进行铺装层模型和钢桥面板模型的组合，建立完整的铺装层和钢桥面板的复合结构模型；

S6、采用传送带式荷载模拟方法模拟钢轮压路机荷载，使用Fish语言编写循环程序控制荷载循环作用，设定荷载大小、荷载速度及荷载碾压遍数；

S7、进行不同施工工况下钢桥面铺装层碾压施工模拟，在碾压施工模拟完成后读取沥青混合料密度并计算铺装层的压实度以评价各工况下的压实效果。

所述步骤S1中，三维建模软件使用Matlab、C4D或3Dmax，所述粗集料颗粒模板库内粗集料颗粒模型按粒径范围分类并保存为STL格式文件。

所述步骤S2中，利用PFC3D软件中的墙功能在计算区域内生成长方体状的计算边界，计算边界的长、宽与铺装层模型一致，高度为35～50mm；

按照沥青混合料级配随机投放不同粒径的离散单元小球，将粒径大于等于2.36mm的离散单元小球视为粗集料颗粒，其余视为沥青砂浆颗粒；

根据空隙率和铺装层模型尺寸计算出空隙所占体积，使用空隙所占体积除以单个沥青砂浆颗粒体积得到需要删除的沥青砂浆颗粒个数；

将步骤S1中的典型粗集料颗粒三维模型导入到PFC3D软件中，按照粒径范围对随机投放的粗集料颗粒进行分组，调用Fish语言中的替换函数，使用相同粒径范围的典型粗集料颗粒三维模型替换先前投放的粗集料颗粒。

所述步骤S3中，将粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒的接触分为粗集料颗粒内部接触、相邻粗集料颗粒间接触、粗集料颗粒与沥青砂浆颗粒间接触以及沥青砂浆颗粒内部接触；

赋予粗集料内部接触为接触刚度模型，

赋予相邻粗集料颗粒间接触为接触刚度模型加滑动模型，

赋予粗集料颗粒与沥青砂浆颗粒间接触为伯格斯接触模型加平行粘结模型，

赋予沥青砂浆颗粒内部接触为伯格斯接触模型加平行粘结模型，其中粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒间接触和沥青砂浆颗粒内部接触采用两阶段法进行描述，使用伯格斯模型表示松铺状态下粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒间接触和沥青砂浆颗粒内部接触，受到荷载作用则使用平行粘结模型表示受压状态下粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒间接触和沥青砂浆颗粒内部接触。

所述步骤S4中，在FLAC3D软件中打开extrusion窗口，读取步骤S3中铺装层模型的位置坐标，根据位置坐标信息确定钢桥面板模型的位置，使其处于铺装层模型正下方；在extrusion窗口中绘制钢桥面板模型的纵向剖面图，划分网格后对纵向剖面图进行拉伸，拉伸长度与所述钢桥面板模型的宽度相同。

所述步骤S6中，所述步骤S6中，在铺装层模型上方使用PFC3D软件中的墙功能生成加载板，将加载板划分成若干均等区域，以单块加载板的加载时间表示碾压速度，换算方法如下：

其中，t表示单块加载板的加载时间(s)，S表示加载板总长度(mm)，n表示加载板个数，V表示碾压速度(m/s)；

以铺装层模型一端为起点，在加载板上方施加竖直向下的速度，按照传送带的特性，依次将加载的速度传递至另一端，使用Fish语言编写循环程序，使得加载速度在两端按顺序来回传递。

所述步骤S7中，将施工工况分为焊缝余高超限工况、过度压实工况、压实不足工况和出现结团料工况；

焊缝余高超限工况模拟方法为在钢桥面板模型表面添加一块圆弧状凸型区域表示焊缝，焊缝长度与钢桥面板模型的宽度相同，焊缝宽度为6～12mm，焊缝高度为1～4mm，同时，调整PFC3D软件中的计算边界，在计算边界底部除去相同形状的凸形区域；

过度压实和压实不足工况模拟方法为在碾压模拟试验开始之前，效仿试验段施工进行试压模拟，读取粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒间接触和沥青砂浆颗粒内部接触由伯格斯模型完全转变为平行粘结模型所需要的碾压遍数，以此作为正常碾压遍数，在正常碾压遍数的基础上增加1～4遍表示过度压实工况，在正常碾压遍数的基础上减少1～2遍表示压实不足工况；

出现结团料工况模拟方法在铺装层模型中划定半径4～8mm的区域作为结团料，将该区域内粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒的微观参数中的固化粘结强度增大1～15倍，将伯格斯接触模型的刚度增大1～1.5倍用于表示结团料。

所述步骤S7中，选择压实度计算区域，遍历试压模拟和不同施工工况下碾压模拟试验完成后该区域内沥青混合料颗粒个数和平行粘结模型接触个数，采用单个颗粒平行粘结模型接触个数计算碾压完成后的压实度，计算公式如下：

其中，P_s表示试压模拟完成后压实度计算区域内单个颗粒平行粘结模型接触个数，N_s表示试压模拟完成后压实度计算区域内平行粘结模型接触个数，n_s表示试压模拟完成后压实度计算区域内沥青混合料颗粒个数，P_g表示不同施工工况碾压模拟试验完成后压实度计算区域内单个颗粒平行粘结模型接触个数，N_g表示不同施工工况碾压模拟试验完成后压实度计算区域内平行粘结模型接触个数，n_g表示不同施工工况碾压模拟试验完成后压实度计算区域内沥青混合料颗粒个数，D_g表示压实度计算区域内的压实度。

有益效果：本发明提供了一种钢桥面铺装层沥青混合料碾压施工的模拟方法，与现有技术相比，具有如下优势：

1、采用三维建模软件参照粗集料颗粒的实际形貌特征创建了粗集料颗粒模板库，随机调用粗集料颗粒模板库中的模型用于替换铺装层模型中的离散单元小球，能够准确模拟粗集料颗粒的表面纹理和凹凸特性，也节约了获取粗集料颗粒真实形貌的时间和成本，同时采用离散介质与连续介质耦合的方法建立了铺装层和钢桥面板的复合结构模型，能够有效模拟铺装层和钢桥面板的组合结构，更加符合工程实际；

2、采用传送带式荷载模拟方法模拟钢轮压路机荷载，以单块加载板的加载时间表示碾压速度，既符合钢轮压路机荷载施加特点，又能够有效缩短碾压模拟试验的时间，实用性强，操作简便；

3、可通过调整模型形状、碾压遍数以及微观参数模拟焊缝余高超限、过度压实、压实不足及混合料固化不均等施工工况，能够定量分析上述问题对钢桥面铺装层压实效果的影响，对于钢桥面铺装层碾压施工具有重要的指导意义；

4、采用两阶段法对碾压过程中的沥青混合料颗粒状态进行描述，可直接区分沥青混合料颗粒在碾压模拟试验过程中的状态，便于监测；在两阶段法基础上提出采用单个颗粒平行粘结模型接触个数计算碾压完成后的压实度的方法，有效解决在模拟试验中通过传统密度法计算压实度的繁琐问题，且能够保证结果准确性。

附图说明

图1是本发明实施例的流程图；

图2是本发明实施例的粗集料颗粒模型示意图；

图3是本发明实施例的铺装层模型示意图；

图4是本发明实施例的钢桥面板模型示意图；

图5是本发明实施例的复合结构模型示意图；

图6是本发明实施例的荷载模拟示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方法更加明晰清楚，下面将结合本发明实施例和附图作进一步详细说明。

实施例1

本实施例模拟焊缝余高超限工况，以环氧沥青混合料铺装下层碾压施工为例，铺装层厚度为30mm，钢桥面焊缝呈圆弧状，焊缝宽度为12mm，焊缝余高为4mm，如图1所示，本发明具体实施方式如下：

步骤(1)，根据环氧沥青混合料级配要求，级配见表1，采用三维建模软件C4D进行粗集料颗粒建模，粗集料颗粒粒径范围为2.36～13.2mm，参照粗集料实际的形貌特征，绘制多种典型的粗集料颗粒三维模型，并以此创建一个粗集料颗粒模板库，部分粗集料颗粒模型如图2所示，模板库内粗集料颗粒模型均保存为STL格式；

表1环氧沥青混合料级配表

筛孔尺寸/mm	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
										合成级配	100.0	97.7	76.4	55.7	42.0	31.6	24.7	19.4	10.8

步骤(2)，在PFC3D软件中使用墙功能建立一个计算边界，所述计算边界尺寸根据铺装层尺寸确定，计算边界的长和宽与铺装层模型一致，高度略高于铺装层厚度，本实施例铺装层尺寸为400mm×40mm×30mm，以此确定计算边界尺寸为400mm×40mm×40mm；

进一步的，本实施例铺装层模型存在焊缝，对计算边界进行调整，在计算边界底部中间位置除去与焊缝尺寸相同的凸形区域；

进一步的，在计算边界内按照沥青混合料级配要求随机投放不同粒径的离散单元小球，将半径大于等于2.36mm的离散单元小球视为粗集料颗粒，其余小球视为沥青砂浆颗粒，随机删除部分沥青砂浆颗粒使空隙率达到2％；将步骤(1)中的粗集料颗粒的STL模型导入到PFC3D软件中，通过替换函数替换先前投放的粗集料颗粒；

步骤(3)：从PFC3D软件内置的接触模型中为粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒选用合适的接触模型，本实施例中具体方案如下：赋予粗集料内部接触为接触刚度模型，相邻粗集料颗粒间接触为接触刚度模型加滑动模型，粗集料颗粒与沥青砂浆颗粒间接触为伯格斯接触模型加平行粘结模型，沥青砂浆颗粒内部接触为伯格斯接触模型加平行粘结模型，同时设定对应模型的微观参数；赋予各离散单元重力加速度g，使其依靠自重下落，成型松铺状态的铺装层模型，见图3；

进一步的，本实施例中正常沥青混合料固化粘结强度为4.35×10⁴N/m²，刚度参数C_m为4.10×10⁸N·s/m，K_m为3.62×10⁵N/m，C_k为4.89×10⁸N·s/m，K_k为3.53×10⁵N/m；当模拟固化不均匀工况时，在已成型的沥青混合料中划定半径为4mm(可调整)的区域，将该区域内完整的粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒视为结团料，调整其微观参数，增大固化粘结强度和伯格斯模型中的刚度参数；

步骤(4)：根据铺装层模型的位置坐标信息，在FLAC3D软件中建立尺寸为400mm×30mm×18mm的钢桥面板模型，见图4，使其正好处于铺装层模型正下方位置；为钢桥面板模型划分网格，定义本构模型、设定材料参数和边界条件；

进一步的，本实施例中钢桥面板的本构模型设定各向同性弹性模型，设定材料参数如表2所示，约束钢桥面板x轴和y轴方向的变形和位移，只允许其在z轴方向产生位移和变形；

表2钢桥面板模型材料参数

弹性模量	泊松比	密度
			2.06×10<sup>5</sup>MPa	0.3	7800kg/m<sup>3</sup>

步骤(5)：在FLAC3D软件中加载PFC3D程序，导入PFC3D软件中已建立的铺装层模型；根据离散介质和连续介质的耦合原理进行沥青铺装层和钢桥面板模型的组合，建立完整的钢桥面板和铺装下层的复合结构模型，见图5；

步骤(6)：采用传送带式荷载模拟方法模拟钢轮压路机荷载，见图6，加载板个数为40，使用Fish语言编写程序控制循环动荷载作用，设定荷载大小、荷载速度及荷载碾压遍数；本实施例具体设定如下：荷载大小使用竖向速度表示，在PFC3D软件中使用伺服系统控制竖向速度使碾压荷载稳定为100N/cm，荷载水平速度为1.11m/s，换算为单块加载板的加载时间为0.009s，试压模拟完成后确定正常碾压遍数为8次；

进一步的，将整个铺装层模型作为压实度计算区域，计算试压模拟完成后单个颗粒平行粘结模型接触个数为2.36个，焊缝余高超限工况下碾压模拟试验完成后单个颗粒平行粘结模型接触个数为个2.23，代入公式

计算出焊缝处压实度为94.5％。

实施例2

对于过度压实和压实不足工况而言，一种钢桥面铺装层碾压施工模拟方法，模拟试验过程与实施例1的区别在于，步骤(6)中的碾压遍数需要调整，将碾压遍数调整为10次模拟过度压实工况，将碾压遍数调整为6次模拟压实不足工况，其他过程和参数与实施例1相同。

实施例3

对于出现结团料工况而言，一种钢桥面铺装层碾压施工模拟方法，模拟试验过程与实施例1的区别在于，步骤(3)中分别在焊缝处和正常区域划定半径4mm的区域作为结团料，增大其固化粘结强度和伯格斯模型中的刚度参数，本实施例固化粘结强度为48×10⁴N/m²，刚度参数C_m为7.23×10⁸N·s/m，K_m为7.97×10⁵N/m，C_k为6.11×10⁸N·s/m，K_k为4.35×10⁵N/m，其他过程和参数与实施例1相同。

传统压实度计算方法为施工完成后铺装层检测密度与实验室标准密度的比值，按照本文级配要求成型环氧沥青混合料马歇尔试件，环氧沥青混合料标准密度检测结果为2.575g/cm³。上述三个实施例的压实度计算结果如表3所示。

表3不同工况下模拟碾压试验压实度计算结果

从表3可以看出，本发明方法正常工况下铺装层沥青混合料的压实度为96.9％，满足钢桥面环氧沥青混合料铺装碾压施工技术要求，过度压实、压实不足和出现结团料三种工况下碾压模拟试验的压实度结果符合实际规律，同时采用本发明提出的接触数法计算的压实度结果与传统密度法计算的压实度结果相差不大，验证了本方法的准确性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，做出的若干改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种钢桥面铺装层碾压施工模拟方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、使用三维建模软件，按照沥青混合料级配要求的粒径生成三维球体，参照粗集料颗粒实际的形貌特征，对三维球体边界进行调整，绘制不同形状的典型粗集料颗粒三维模型，以此创建一个粗集料颗粒模板库；

S2、使用PFC3D软件建立一个计算区域，在该计算区域内使用墙功能建立计算边界，用于投放建立铺装层模型所需的粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒，随机删除部分沥青砂浆颗粒达到规定空隙率，使用步骤S1获得的粗集料颗粒模板库中的典型粗集料颗粒三维模型替换随机投放的粗集料颗粒；

S3、为投放的粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒设置接触模型，同时设定对应模型的微观参数；赋予粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒重力加速度，使粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒依靠自重下落，成型松铺状态的铺装层模型；

S4、使用FLAC3D软件中的extrusion建模方法建立规定尺寸的钢桥面板模型，划分网格，定义本构模型、设定材料参数和边界条件；

S5、在FLAC3D软件中加载步骤S2中所述的PFC3D程序，导入步骤S3中建立的铺装层模型，进行铺装层模型和钢桥面板模型的组合，建立完整的铺装层和钢桥面板的复合结构模型；

S6、采用传送带式荷载模拟方法模拟钢轮压路机荷载，使用Fish语言编写循环程序控制荷载循环作用，设定荷载大小、荷载速度及荷载碾压遍数；

S7、进行不同施工工况下钢桥面铺装层碾压施工模拟，在碾压施工模拟完成后计算铺装层的压实度以评价各工况下的压实效果。

2.根据权利要求1所述的钢桥面铺装层碾压施工模拟方法，其特征在于：所述步骤S1中，三维建模软件使用Matlab、C4D或3Dmax，所述粗集料颗粒模板库内粗集料颗粒模型按粒径范围分类并保存为STL格式文件。

3.根据权利要求1所述的钢桥面铺装层碾压施工模拟方法，其特征在于：所述步骤S2中，利用PFC3D软件中的墙功能在计算区域内生成长方体状的计算边界，计算边界的长、宽与铺装层模型一致，高度为35～50mm；

按照沥青混合料级配随机投放不同粒径的离散单元小球，将粒径大于等于2.36mm的离散单元小球视为粗集料颗粒，其余视为沥青砂浆颗粒；

根据空隙率和铺装层模型尺寸计算出空隙所占体积，使用空隙所占体积除以单个沥青砂浆颗粒体积得到需要删除的沥青砂浆颗粒个数；

将步骤S1中的典型粗集料颗粒三维模型导入到PFC3D软件中，按照粒径范围对随机投放的粗集料颗粒进行分组，调用Fish语言中的替换函数，使用相同粒径范围的典型粗集料颗粒三维模型替换先前投放的粗集料颗粒。

4.根据权利要求1所述的钢桥面铺装层碾压施工模拟方法，其特征在于：所述步骤S3中，将粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒的接触分为粗集料颗粒内部接触、相邻粗集料颗粒间接触、粗集料颗粒与沥青砂浆颗粒间接触以及沥青砂浆颗粒内部接触；

赋予粗集料颗粒内部接触为接触刚度模型，

赋予相邻粗集料颗粒间接触为接触刚度模型，

赋予粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒间接触为伯格斯接触模型加平行粘结模型，

赋予沥青砂浆颗粒内部接触为伯格斯接触模型加平行粘结模型，其中粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒间接触和沥青砂浆颗粒内部接触采用两阶段法进行描述，使用伯格斯模型表示松铺状态下粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒间接触和沥青砂浆颗粒内部接触，受到荷载作用则使用平行粘结模型表示受压状态下粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒间接触和沥青砂浆颗粒内部接触。

5.根据权利要求1所述的钢桥面铺装层碾压施工模拟方法，其特征在于：所述步骤S4中，在FLAC3D软件中打开extrusion窗口，读取步骤S3中铺装层模型的位置坐标，根据位置坐标信息确定钢桥面板模型的位置，使其处于铺装层模型正下方；在extrusion窗口中绘制钢桥面板模型的纵向剖面图，划分网格后对纵向剖面图进行拉伸，拉伸长度与所述钢桥面板模型的宽度相同。

6.根据权利要求1所述的钢桥面铺装层碾压施工模拟方法，其特征在于：所述步骤S6中，在铺装层模型上方使用PFC3D软件中的墙功能生成加载板，将加载板划分成若干均等区域，以单块加载板的加载时间表示碾压速度，换算方法如下：

其中，t表示单块加载板的加载时间(s)，S表示加载板总长度(mm)，n表示加载板个数，V表示碾压速度(m/s)；

以铺装层模型一端为起点，在加载板上方施加竖直向下的速度，按照传送带的特性，依次将加载的速度传递至另一端，使用Fish语言编写循环程序，使得加载速度在两端按顺序来回传递。

7.根据权利要求1所述的钢桥面铺装层碾压施工模拟方法，其特征在于：所述步骤S7中，施工工况分为焊缝余高超限工况、过度压实工况、压实不足工况和出现结团料工况；

焊缝余高超限工况模拟方法为在钢桥面板模型表面添加一块圆弧状凸型区域表示焊缝，焊缝长度与钢桥面板模型的宽度相同，焊缝宽度为6～12mm，焊缝高度为1～4mm，同时，调整PFC3D软件中的计算边界，在计算边界底部除去相同形状的凸形区域；

过度压实和压实不足工况模拟方法为在碾压模拟试验开始之前，效仿试验段施工进行试压模拟，读取粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒间接触和沥青砂浆颗粒内部接触由伯格斯模型完全转变为平行粘结模型所需要的碾压遍数，以此作为正常碾压遍数，在正常碾压遍数的基础上增加1～4遍表示过度压实工况，在正常碾压遍数的基础上减少1～2遍表示压实不足工况；

出现结团料工况模拟方法为在铺装层模型中划定半径4～8mm的区域作为结团料，将该区域内粗集料颗粒和沥青砂浆颗粒的微观参数中的固化粘结强度增大1～15倍，将伯格斯接触模型的刚度增大1～1.5倍。

8.根据权利要求1所述的钢桥面铺装层碾压施工模拟方法，其特征在于：所述步骤S7中，选择压实度计算区域，遍历试压模拟和不同施工工况下碾压模拟试验完成后该区域内沥青混合料颗粒个数和平行粘结模型接触个数，采用单个颗粒平行粘结模型接触个数计算碾压完成后的压实度，计算公式如下：

其中，P_s表示试压模拟完成后压实度计算区域内单个颗粒平行粘结模型接触个数，N_s表示试压模拟完成后压实度计算区域内平行粘结模型接触个数，n_s表示试压模拟完成后压实度计算区域内沥青混合料颗粒个数，P_g表示不同施工工况碾压模拟试验完成后压实度计算区域内单个颗粒平行粘结模型接触个数，N_g表示不同施工工况碾压模拟试验完成后压实度计算区域内平行粘结模型接触个数，n_g表示不同施工工况碾压模拟试验完成后压实度计算区域内沥青混合料颗粒个数，D_g表示压实度计算区域内的压实度。

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