重載條件下瀝青路面結(jié)構(gòu)復(fù)雜受力特征及力學(xué)響應(yīng)研究.pdf

1、近年來，隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，我國的道路交通車輛狀況發(fā)生了深刻的變化，重載交通成為主干線路上的普遍現(xiàn)象；在此情況下，出現(xiàn)了高等級道路瀝青路面性能超常規(guī)衰減和早期損害的系列問題。而現(xiàn)有的路面結(jié)構(gòu)力學(xué)計算模型與計算方法，無法對重載交通下瀝青路面主要病害類型進行力學(xué)機理的全面描述和合理解釋；對這一問題認識的不足，極大制約了該領(lǐng)域相關(guān)問題的深入研究。因此，研究建立重載條件下瀝青路面結(jié)構(gòu)受力特性及力學(xué)響應(yīng)的理論模型及其數(shù)值實現(xiàn)方法，成為當

2、前研究工作的當務(wù)之急。 論文首先在對現(xiàn)有資料整理和現(xiàn)場實際調(diào)查的基礎(chǔ)上，總結(jié)了當前我國道路交通車輛的基本狀況，分析了“重載”的含義和特點，提出了相應(yīng)的代表性車型；選取重載交通典型路段進行路況調(diào)查，總結(jié)得到重載條件下瀝青路面結(jié)構(gòu)的主要損害類型。 其次，論文從車輛-路面系統(tǒng)力學(xué)作用的角度出發(fā)，進行了合理簡化分解，提出從“車輛對路面的力學(xué)作用”和“路面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)”兩方面，利用“車輛豎向振動荷載模型”、“輪胎-路表接觸應(yīng)力模型”以

3、及“路面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)模型”三子系統(tǒng)模型來分析重載交通車輛對瀝青路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)影響的研究技術(shù)思路，并對三個子系統(tǒng)模型分別進行如下研究： ①在對路面不平整度等因素合理簡化的基礎(chǔ)上，針對代表性車輛軸型，分別建立雙自由度和三自由度車載振動模型； ②在總結(jié)前人研究成果基礎(chǔ)上，提出不同車載狀況下的輪胎-路面三向接觸應(yīng)力模型； ③基于彈性動力學(xué)的基本原理，利用坐標變換和多維Fourer變換技術(shù)，建立了能綜合考慮動態(tài)(振動)、移動、非均布三

4、向復(fù)雜受力的多層彈性層狀體系理論通用力學(xué)響應(yīng)模型以及數(shù)值實現(xiàn)方法。 然后，利用上述三個子系統(tǒng)模型，對不同車載狀況下的瀝青路面結(jié)構(gòu)受力特性及力學(xué)響應(yīng)進行了深入廣泛計算，對比分析了重載交通車輛對瀝青路面的力學(xué)影響：同時，對相關(guān)的車載系統(tǒng)參數(shù)(軸載、軸型與車型、車速、輪胎胎壓等)及路面結(jié)構(gòu)參量(面層模量、基層模量、結(jié)構(gòu)組合等)進行敏感性分析。基于計算分析結(jié)果，給出了重載條件下瀝青路面損害力學(xué)機理的合理解釋，并提出相關(guān)建議。 針對基