以車轍為指標(biāo)的軸載換算方法研究.pdf

1、車轍作為高等級(jí)瀝青路面的主要損壞模式之一，日益受到國內(nèi)外重視。限制過量的瀝青路面永久變形是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需考慮的一項(xiàng)基本要求，也是各國力學(xué)一經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)方法中都選取的一種損壞模式。然而到目前為止，我國瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范尚未將車轍納入設(shè)計(jì)指標(biāo)，還未建立起成熟的基于車轍等效的軸載換算方法。因此對(duì)基于車轍等效的軸載換算方法展開研究，對(duì)于完善我國瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范體系、解決高等級(jí)路面的車轍病害問題具有重要的理論與實(shí)用價(jià)值。
　　 本文首先對(duì)已有

2、的瀝青路面結(jié)構(gòu)溫度場模擬方法進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，選取較合理的瞬態(tài)溫度場分析方法，對(duì)半剛性基層典型瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行瞬態(tài)溫度場的模擬。參考國內(nèi)外已有的研究結(jié)果，提出車轍換算標(biāo)準(zhǔn)如下：當(dāng)瀝青路面車轍變形處于第一、二發(fā)展階段—遷移期時(shí)，車轍換算標(biāo)準(zhǔn)取15mm；當(dāng)瀝青路面結(jié)構(gòu)的車轍變形進(jìn)入第三階段一加速破壞期時(shí)，車轍換算標(biāo)準(zhǔn)取25ram。
　　 選取半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)，假定車轍變形處于第一、二發(fā)展階段—遷移期和穩(wěn)定期，選用ABAQUS自帶

3、的“時(shí)間硬化”蠕變模型，計(jì)算不同軸載、不同作用次數(shù)下的路面車轍。按照“車轍等效”軸載換算原則，取車轍ROl5mm作為換算標(biāo)準(zhǔn)，推出僅考慮車轍發(fā)展第一、二階段的基于車轍等效的軸載換算公式，軸載換算指數(shù)為1.73。
　　 在修正Burgers模型基礎(chǔ)上，對(duì)外置粘壺的粘度系數(shù)進(jìn)行再修正，使其能夠表征車轍變形第三階段一加速破壞期。結(jié)合非線性有限元相關(guān)理論、材料子程序(UMAT)編制的基本原理，編制了再修正Burgers模型用戶材料子程序

4、(UMAT)。
　　 利用再修正Burgers模型，計(jì)算不同軸載、不同作用次數(shù)下的路面車轍。按照“車轍等效”換算方法，推得當(dāng)車轍變形進(jìn)入第三階段，以車轍為指標(biāo)的軸載換算公式。通過與前人研究對(duì)比，表明所得到的軸載換算公式基本可行。參考現(xiàn)行規(guī)范中的軸載換算公式修正方法，對(duì)所得基于車轍等效的軸載換算公式進(jìn)行了修正。
　　 通過對(duì)兩個(gè)軸載換算公式的適用性進(jìn)行分析探討，給出了協(xié)調(diào)使用兩個(gè)公式進(jìn)行基于車轍等效軸載換算的計(jì)算流程，最后