基于混合Lagrange-Euler算法的高速公路瀝青路面疲勞損害研究.pdf

1、我國高速公路的發(fā)展日新月異，高速、大流量和渠化交通的聯(lián)合作用很大程度上削弱了高速公路瀝青路面的自愈合效用，導(dǎo)致道路早期損壞，再加上超限運(yùn)輸，使得公路路面的損害進(jìn)一步加重。在瀝青路面的破損形式中，疲勞損壞已成為瀝青路面破壞的主要形式之一。然而，由于輪胎自身結(jié)構(gòu)和材料的高度非線性以及輪胎充氣壓力、轉(zhuǎn)動(dòng)速度、軸載以及輪胎與路面的滾滑關(guān)系等因素的影響，輪胎與路面接觸應(yīng)力的大小和分布十分復(fù)雜，路面的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變受上述因素的影響，從而影響到路面的

2、磨損、變形和疲勞壽命。因此，必須建立車輪-路基-路面三維耦合模型來研究瀝青路面疲勞壽命的影響因素。主要工作內(nèi)容如下:
　　1)利用粉土的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)路基土的典型應(yīng)力相關(guān)的動(dòng)態(tài)回彈模量預(yù)估模型進(jìn)行綜合評(píng)估，并提出了改進(jìn)的四參數(shù)動(dòng)態(tài)回彈模量模型，通過編寫用戶自定義材料子程序，將改進(jìn)模型移植到ABAQUS中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)瀝青路面-路基結(jié)構(gòu)變形的模擬。
　　2)建立了輪胎-路基-路面結(jié)構(gòu)的三維有限元模型，考慮了輪胎的穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)和路基土的回彈

3、模量的應(yīng)力相關(guān)性，對(duì)比了不同形式的簡(jiǎn)化輪載與直接輪載作用對(duì)路基路面結(jié)構(gòu)的靜態(tài)計(jì)算結(jié)果的影響，討論了荷載形式對(duì)計(jì)算路面與輪胎接觸部位的應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)的影響。
　　3)利用穩(wěn)態(tài)輸運(yùn)分析方法計(jì)算了車輪不同滾動(dòng)狀態(tài)時(shí)路面的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，獲得了輪胎初始自由滾動(dòng)狀態(tài)時(shí)摩擦系數(shù)、軸重、胎壓和速度對(duì)路面應(yīng)力-應(yīng)變的影響規(guī)律。
　　4)結(jié)合瀝青混合料的疲勞壽命預(yù)估方程，揭示了瀝青路面疲勞開裂機(jī)理，并基于拉應(yīng)變疲勞預(yù)估模型，討論了輪軸阻力、摩擦系數(shù)