高等級瀝青路面車轍的非線性有限元分析.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，高等級公路所承載的交通量也隨之增加。作為高等級瀝青混凝土路面主要的早期破壞形式，瀝青路面車轍相關(guān)問題越來越受到人們的關(guān)注。瀝青混凝土作為一種粘彈塑性材料，其本身的力學性能極為復雜，影響瀝青混凝土路面車轍的因素也較多，目前利用實驗對瀝青路面車轍進行非線性分析具有較大的局限性。利用有限元法對瀝青路面車轍進行非線性分析，是研究瀝青路面車轍的非常有效的方法之一。本文利用大型通用非線性有限元軟件ABAQUS，結(jié)合粘彈性層狀理論

2、，對高等級瀝青路面車轍的影響因素等進行了非線性分析。
　　 對瀝青路面產(chǎn)生車轍的機理進行了詳細分析，對現(xiàn)有的瀝青路面影響因素做了對比總結(jié)，得到了本文對瀝青路面車轍進行非線性分析所要考慮的各種因素。
　　 根據(jù)現(xiàn)有的瀝青路面設(shè)計規(guī)范和我國常用設(shè)計結(jié)構(gòu)，設(shè)計了兩種用于車轍分析的路面結(jié)構(gòu)，確定了采用ABAQUS中的Drucker-Prage蠕變模型模擬瀝青路面的高溫變形特性，通過實驗所得的數(shù)據(jù)得到了有限元軟件中的材料參數(shù)，確定

3、了汽車荷載、輪胎胎壓、荷載作用次數(shù)、溫度等條件在有限元軟件中的實現(xiàn)方法。
　　 建立了路面車轍分析二維有限元模型，利用有限元軟件ABAQUS分別對半剛性基層路面和柔性基層路面車轍形成過程進行了模擬。采用改變單一參數(shù)的方法研究了路面中面層厚度、中面層材料彈性模量以及粘彈性性質(zhì)對路面車轍的影響并進行了分析。
　　 建立了路面車轍分析的三維有限元模型，利用有限元軟件ABAQUS，考慮累積作用時間，分析了外部荷載對路面車轍變形和

4、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)剪應(yīng)力的影響，以及路面剎車、路面縱坡對路面車轍的影響。
　　 研究結(jié)果表明：在高等級三層式瀝青混凝土路面中，中上面層瀝青混凝土的高溫性能以及路面結(jié)構(gòu)，尤其是中面層瀝青混凝土的材料性能和厚度對路面車轍有著較大的影響；輪胎壓力和汽車載荷大小等因素對路面車轍變形有著重要影響；超載、欠壓、超壓都會加速路面車轍變形的產(chǎn)生；在經(jīng)常發(fā)生剎車的路段容易出現(xiàn)較大車轍，而縱坡并不是造成路面車轍的主要原因。
　　 基于上述研究結(jié)果，