基于流变学本构模型和动力有限元分析的沥青路面车辙计算
沥青路面车辙是我国高等级公路主要的病害之一，严重影响到路面行车的安全性和舒适性，因此研究高等级道路沥青路面车辙预估的计算方法具有重要的社会经济效应。当前应用较多的车辙计算方法是基于层应变法和粘弹性理论，因不能描述在沥青混合料受温度和荷载率的影响下的塑性变形，给车辙预估带来一定程度的误差，因此，要准确预估沥青路面车辙需建立非线形的粘弹塑性本构模型。
本文依托国家自然基金项目(E50678183)《基于行车动力作用的沥青路面车辙计算与预估方法研究》，利用流变学原理和动力有限元技术完成了以下相关工作：
1.阐明沥青路面车辙现象产生的机理，分析沥青路面车辙的主要影响因素和控制指标，分析沥青混合料变形特征，研究各项因素和指标对沥青路面车辙深度发展趋势的影响。
2.通过分析当前流变学的粘弹性本构模型、弹塑性本构模型、粘塑性本构模型在描述沥青混合料应力应变关系中的优缺点，寻找既能描述沥青混合料变形特征，又能方便测定其参数和能够方便实现数值计算的粘弹塑性本构模型。
3.基于Burges粘弹性本构模型的车辙计算：采用动态蠕变试验测定本构模型的参数，研究本构模型转化为ANSYS粘弹性参数的Prony级数计算方法，采用ANSYS瞬态动力学分析理论，分析了轴载作用次数、温度、超载对沥青路面车辙变形的影响。
4.基于Johnson-Cook粘塑性本构模型的车辙计算：采用单轴压缩试验测定JC粘塑性模型的参数，研究模型参数在ANSYS中输入的方法，采用ANSYS瞬态动力学分析理论，分析了轴载作用次数、超载对沥青路面车辙变形的影响。
实验表明，采用基于随机荷载理论的半正弦波车辆动荷载模型和动态实验能够较好的模拟行车动荷载对沥青路面的车辙作用效果，基于Burges粘弹性本构模型和基于Johnson-Cook粘塑性本构模型的车辙计算分析了轴载作用次数、温度、超载对沥青路面车辙变形的影响，符合沥青路面车辙变形实际情况。
沥青路面;车辙计算;流变学本构模型;有限元分析;Burges粘弹性模型;Johnson-Cook;动态蠕变实验;单轴压缩实验
重庆交通大学
硕士
道路与铁道
何兆益
2009
中文
U416.217;O345
94
2009-11-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）