非均布垂直輪載作用下柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)行為研究.pdf

1、隨著發(fā)達(dá)國(guó)家柔性基層瀝青路面的發(fā)展，結(jié)合自身國(guó)情與環(huán)境，我國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)逐漸將該類(lèi)路面結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用于高等級(jí)公路中。目前國(guó)內(nèi)外瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范大多采用圓形均布荷載模擬車(chē)輛對(duì)路面結(jié)構(gòu)的作用力，且假定各結(jié)構(gòu)層間完全連續(xù)。然而，輪胎接地壓力分布規(guī)律極其復(fù)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(jié)構(gòu)層材料性質(zhì)、施工工序、施工質(zhì)量控制存在一定差異，導(dǎo)致層間粘結(jié)較為薄弱，無(wú)法達(dá)到理想的完全連續(xù)狀態(tài)

2、。
　　本文以傳統(tǒng)瀝青路面設(shè)計(jì)理論中關(guān)于輪胎荷載的假設(shè)條件為基礎(chǔ)，結(jié)合輪胎接地壓力的影響因素及已有研究中的實(shí)測(cè)結(jié)果，對(duì)輪胎接地壓力的分布情況進(jìn)行數(shù)值簡(jiǎn)化。針對(duì)本文的研究手段，詳細(xì)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(jì)算作鋪墊。
　　為描述輪載的非均勻性，運(yùn)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(jié)構(gòu)的有限元-無(wú)限元耦合數(shù)值模型，對(duì)

3、比分析了不同輪載分布力作用下路表彎沉、路面結(jié)構(gòu)剪應(yīng)變、瀝青層底彎拉應(yīng)變、土基頂面豎向壓應(yīng)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(jié)構(gòu)壽命的控制指標(biāo)。結(jié)果表明輪載非均勻作用對(duì)路表彎沉、路面結(jié)構(gòu)剪應(yīng)變的影響僅體現(xiàn)于局部區(qū)域，且對(duì)土基頂面豎向壓應(yīng)變的影響并不明顯，行車(chē)方向的瀝青面層底最大彎拉應(yīng)變大于胎寬方向，路面結(jié)構(gòu)預(yù)估壽命由永久變形控制。
　　基于實(shí)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(jié)合狀

4、況對(duì)柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的影響，采用三維有限元軟件EverStressFE，計(jì)算分析了完全連續(xù)和完全連續(xù)兩種極端層間結(jié)合狀況下的力學(xué)響應(yīng)，并對(duì)路面結(jié)構(gòu)壽命在不同層間結(jié)合狀況下的動(dòng)態(tài)演變規(guī)律進(jìn)行了深入探究。結(jié)果顯示:層間結(jié)合狀況對(duì)路表彎沉、路面結(jié)構(gòu)剪應(yīng)變及彎拉應(yīng)變、土基頂面壓應(yīng)變均有不同程度的影響;而路面結(jié)構(gòu)疲勞壽命及永久變形壽命在層間結(jié)合狀況逐漸惡化的過(guò)程中呈非線性態(tài)勢(shì)衰減，在該過(guò)程中，路面結(jié)構(gòu)損傷模式在永久變形及疲勞開(kāi)裂間變換，增大了