非均布垂直輪載作用下柔性基層瀝青路面結構力學行為研究.pdf

1、隨著發(fā)達國家柔性基層瀝青路面的發(fā)展，結合自身國情與環(huán)境，我國相關機構逐漸將該類路面結構形式應用于高等級公路中。目前國內(nèi)外瀝青路面設計規(guī)范大多采用圓形均布荷載模擬車輛對路面結構的作用力，且假定各結構層間完全連續(xù)。然而，輪胎接地壓力分布規(guī)律極其復雜，其接觸面形狀也并非圓形，而是接近于橢圓形、矩形，其作用力更是表現(xiàn)出明顯的非均勻性，且瀝青路面各結構層材料性質(zhì)、施工工序、施工質(zhì)量控制存在一定差異，導致層間粘結較為薄弱，無法達到理想的完全連續(xù)狀態(tài)

2、。
　　本文以傳統(tǒng)瀝青路面設計理論中關于輪胎荷載的假設條件為基礎，結合輪胎接地壓力的影響因素及已有研究中的實測結果，對輪胎接地壓力的分布情況進行數(shù)值簡化。針對本文的研究手段，詳細剖析了三維有限元數(shù)值仿真軟件EverStressFE。以上兩部分理論分析均是為后文的數(shù)值計算作鋪墊。
　　為描述輪載的非均勻性，運用三維有限元軟件EverStressFE，建立了非均布垂直輪載作用下柔性基層瀝青路面結構的有限元-無限元耦合數(shù)值模型，對

3、比分析了不同輪載分布力作用下路表彎沉、路面結構剪應變、瀝青層底彎拉應變、土基頂面豎向壓應變的差異性，并討論了非均布垂直輪載作用下影響柔性基層瀝青路面結構壽命的控制指標。結果表明輪載非均勻作用對路表彎沉、路面結構剪應變的影響僅體現(xiàn)于局部區(qū)域，且對土基頂面豎向壓應變的影響并不明顯，行車方向的瀝青面層底最大彎拉應變大于胎寬方向，路面結構預估壽命由永久變形控制。
　　基于實際輪載的非均勻作用，為研究面層-基層、基層-底基層兩界面層間結合狀

4、況對柔性基層瀝青路面結構的影響，采用三維有限元軟件EverStressFE，計算分析了完全連續(xù)和完全連續(xù)兩種極端層間結合狀況下的力學響應，并對路面結構壽命在不同層間結合狀況下的動態(tài)演變規(guī)律進行了深入探究。結果顯示:層間結合狀況對路表彎沉、路面結構剪應變及彎拉應變、土基頂面壓應變均有不同程度的影響;而路面結構疲勞壽命及永久變形壽命在層間結合狀況逐漸惡化的過程中呈非線性態(tài)勢衰減，在該過程中，路面結構損傷模式在永久變形及疲勞開裂間變換，增大了