路面材料力学与数值仿真方法

《路面材料力学与数值仿真方法》共分为10章，概括介绍了路面材料的分类和性能；详细介绍了路面材料研究的基础力学知识，包括弹性力学和流变力学基本理论；结合目前常用的多尺度测试表征手段，介绍了工业CT扫描和数字散斑等路面材料研究方法的基本原理和应用；根据目前常用的数值模拟方法——有限元模拟、离散元数值仿真、分子动力学模拟等，分别介绍其基本原理、关键问题和实际应用；最后，针对多尺度问题和多场耦合问题介绍了路面材料数值模拟方法的应用实例。
《路面材料力学与数值仿真方法》内容丰富、系统，结合实际应用，反映了道路工程学者多年的教学和科研成果，可作为道路与铁道工程专业本科及研究生相关课程的教材，也可供相关科研人员参考。

王大为，哈尔滨工业大学交通科学与工程学院教授、院长助理，博士生导师，哈工大“功能性路面与绿色路面材料”青年科学家工作室负责人。北京工业大学和重庆交通大学客座教授，德国亚琛工业大学兼职教授，德国德累斯顿工业大学客座教授。主持或参与科技部重点专项课题1项，黑龙江省自然科学基金重点项目1项，德国国家科学基金、德国科技部、德国交通部等***重点科研项目20余项，德国巴斯夫战略研发项目1项。出版学术专著11部；发表SCI检索文章100余篇；获黑龙江省科技发明一等奖、德国学术资格“国家特许任教资格（Habilitation）”、德国冯卡门学者奖、德国政府与德国国家科学基金优秀青年。研究方向：路面抗滑性能提升，沥青基路面材料与结构多尺度服役行为及功能性路面理论与技术等。
　　
　　邢超，哈尔滨工业大学交通科学与工程学院副教授，博士生导师，2018年博士毕业于哈尔滨工业大学道路与铁道工程专业，荷兰代尔夫特理工大学联合培养博士。在沥青混合料细微观结构表征、局部损伤识别及监测、性能数据挖掘算法等方面开展研究工作。主持国家自然科学基金青年基金、国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金重点项目子课题、中国博士后基金特别资助项目等10余项国家及省部级项目。发表国内外学术论文30余篇；获黑龙江省科技进步奖一等奖1项，中国公路学会科学技术奖一等奖1项；获授权国家发明专利11项。研究方向：沥青路面材料多尺度表征及数字化设计。
　　
　　周长红，桂林电子科技大学建筑与交通工程学院教授，系副主任，硕士生导师。荷兰代尔夫特理工大学访问学者，Scholars Coffee学术公众号负责人。主要从事道路材料的非连续力学计算理论、计算机并行加速计算算法、沥青路面多场耦合及多尺度方法、道路材料智能仿真技术、试验仪器和测试系统开发、冷拌沥青及道路修复材料开发、道路网自然灾害风险评估与预警系统等方面研究。主持或参与各类科研项目38项。发表学术论文30余篇；出版专著2部，参编教材3部、规范1部；获授权国家发明专利及软件著作权13项；开发MNMM、GapSys、poreWater、MIA、easyPFC等多套计算软件。研究方向：与道路工程相关的多学科交叉研究。
　　
　　Markus Oeser，德国亚琛工业大学土木工程学院教授、院长，道路工程研究所所长，交通运输工程学科带头人，德国亚琛工业大学国家道路材料检测中心主任，中欧交通基础设施先进技术研究院欧方主席，哈尔滨工业大学讲席教授和兼职博士生导师。多年来围绕沥青基路面材料、性能多尺度分析、功能性路面、智慧基础设施等方向取得了一系列创新性成果，多项成果纳入德国和欧盟标准与行业规范。研究方向：路面领域的基础理论与工程技术研究。

第1章 路面材料概述
1．1 路面材料的分类
1．2 路面材料的性能
本章小结

第2章 弹性力学计算基础
2．1 基本假设
2．2 应力与应变
2．3 弹性力学平面问题的基本理论
2．4 弹性力学空间问题的基本理论
2．5 弹性层状体系的基本理论
本章小结

第3章 沥青流变特性
3．1 概述
3．2 沥青流变特性的测试
3．3 沥青动态流变特性
3．4 沥青静态流变特性
3．5 沥青流变模型
本章小结

第4章 沥青路面材料微细观表征手段
4．1 CT技术
4．2 数字散斑方法表征
4．3 原子力显微镜
4．4 扫描电子显微镜
4．5 荧光显微镜
4．6 表面自由能
4．7 傅里叶变换红外光谱
4．8 凝胶色谱法
本章小结

第5章 有限元模拟
5．1 概述
5．2 基础理论
5．3 关键问题与解决方法
5．4 半解析有限元法在道路结构分析中的应用
5．5 基于车辙深度的沥青路面视觉干预时机数值研究
5．6 融雪化冰路面的数值模拟
本章小结

第6章 公路混合料的离散元数值仿真
6．1 离散单元法及其商用软件基础
6．2 公路混合料的细观结构与离散元模型
6．3 公路混合料的力学特征与离散元模型
本章小结

第7章 沥青材料的分子动力学模拟
7．1 概述
7．2 沥青材料分子模型
7．3 分子模型建立与软件操作
7．4 沥青材料微观物理参数计算
本章小结

第8章 数值流形模拟方法
8．1 概述
8．2 数值流形法的基本思想
8．3 与无网格法的结合
8．4 流形单元子矩阵
8．5 沥青胶浆的生成
8．6 非连续计算中的接触判断
8．7 数值积分方法
本章小结
……

第9章 多尺度模拟方法
第10章 多场耦合模拟方法

参考文献
名词索引