溫度及靜動荷載作用下瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)粘彈性分析.pdf

1、溫度及靜動荷載作用下瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)粘彈性分析摘要瀝青混凝土路面因其固有的優(yōu)越性而在世界各地被廣泛應(yīng)用。瀝青混凝土材料性能比較復(fù)雜，其力學(xué)性能指標具有溫度和加載時間的依賴性。對瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究，不論是無損還是損傷瀝青路面都不是很充分。本文在國內(nèi)外現(xiàn)有研究成果基礎(chǔ)上，采用數(shù)值模擬分析方法對無損和含有損傷的瀝青路面進行了廣泛研究。 本文首先從理論研究、室內(nèi)試驗和數(shù)值分析三個方面對無損和含有裂縫的瀝青路面結(jié)構(gòu)的研究應(yīng)用現(xiàn)狀進

2、行了回顧，并指出現(xiàn)有研究成果之不足，從而為本文工作的開展奠定了基礎(chǔ)。 其次，介紹了本文研究的理論基礎(chǔ)，包括路面材料的本構(gòu)模型、動力學(xué)理論、動應(yīng)力強度因子的確定等；確定了有限元計算模型和進行各自有限元計算時各層路面材料所需材料參數(shù)。 第三，采用線彈性斷裂力學(xué)理論，考慮了面層和基層層間的接觸狀態(tài)的影響，分別分析了含表面裂縫和反射裂縫瀝青路面結(jié)構(gòu)的工作性狀。 第四，基于粘彈性力學(xué)理論和廣義Maxwell模型，分別分析了

3、路表變溫、裂縫長度等因素對含表面裂縫瀝青路面和含反射裂縫瀝青路面的應(yīng)力強度因子分布規(guī)律。 第五，基于粘彈性力學(xué)理論和廣義Maxwell模型，分析了車輛靜、動荷載對瀝青路面結(jié)構(gòu)的作用，影響因素包括路面結(jié)構(gòu)的溫度、車輛行駛速度、阻尼系數(shù)等變化時的影響。 第六，基于粘彈性斷裂力學(xué)理論和廣義Maxwell模型，分別探討了車輛行駛速度、路面結(jié)構(gòu)溫度、阻尼系數(shù)因素對含反射裂縫瀝青路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力強度因子分布規(guī)律的影響。 第七，基

4、于線性Drucker-Prager理想彈塑性模型和相關(guān)聯(lián)流動法則，采用平面軸對稱有限單元法對層狀瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)進行了數(shù)值模擬研究。根據(jù)瀝青混凝土的穩(wěn)定度、粘聚力和內(nèi)摩擦角的經(jīng)驗公式，探討了標準軸載作用下，高速公路瀝青混凝土面層各層的力學(xué)參數(shù)對路表彎沉及路面各結(jié)構(gòu)層塑性演變規(guī)律的影響。 第八，基于彈性動力理論，考慮瀝青混凝土和路基材料的應(yīng)力依賴性后，探討了加載頻率、瀝青混凝土類型、阻尼比和路基土類型對瀝青路面結(jié)構(gòu)工作性狀的影響