为了获得准确的沥青路面力学响应,根据实测轮胎路面接触压力、层间界面黏结状态和沥青混合料弹性/黏弹性力学本构,建立了三维有限元模型.沥青混合料通过动态模量转换得到计算所用的黏弹性参数:首先基于时温等效原理获取了沥青混合料动态模量主曲线,接着采用Wiechert力学模型的Prony级数展开式得到松弛模量主曲线,最后利用Maxwell模型表达式实现了黏弹性参数的获取.计算了路面结构不同温度下的路面应力应变响应,讨论了实际轮胎压应力和剪应力引起的各沥青层竖向变形贡献率.结果表明:层间黏结对沥青层竖向变形贡献率可以忽略,上面层采用SBS改性沥青相比基质沥青可以降低沥青路面的竖向变形约50％;弹性假设相比黏弹性假设,-4℃低温时沥青层底拉应力平均增加116.6％,剪应力平均增加77.9％;54℃高温时两种本构假设下路面沥青层底受力均由受拉转向受压,表明高温有利于阻止沥青层自下而上的开裂;弹性/黏弹性假设对路面结构受力影响不如层间黏结变化的影响大;在不同温度条件下,层间部分黏结和完全黏结时的路面结构内拉应力分布较为接近,但当层间完全脱黏时,路面结构内拉应力和剪应力峰值均剧烈增加;高温54℃时3种路面结构的沥青层顶面剪应力均为最大,表明沥青层顶需采用高温抗剪切种类改性沥青,以抵抗沥青路面自上而下的开裂.

道路工程;力学响应;有限元法;沥青路面;黏弹性

毛博温;白桃;张守城;张德育;程珍

武汉工程大学 土木工程与建筑学院, 湖北 武汉 430074;武汉市政工程设计研究院有限责任公司, 湖北 武汉 430023;南京工程学院 建筑工程学院, 江苏 南京 211167;武汉市汉阳市政建设集团有限公司设计分公司, 湖北 武汉 430050

公路交通科技

[1]毛博温;白桃;张守城;张德育;程珍-.考虑实测轮载和层间黏结状况的沥青路面黏弹性分析)[J].公路交通科技,2022(04):1-10

轮胎路面,Wiechert

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