浅谈交通荷载作用下城市沥青道路路基的动力响应和塑性变形分析

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1、Y1031699⑧申请同济大学工学硕士学位论文交通荷载作用下城市沥青道路路基的动力响应和塑性变形分析培养单位：土木工程学院一级学科：士木工程二__级学剩．岩土工程研究生：豢冠军指导秽蜂：钟才根副教授割指导教师：蒡嘴飞高工二(．：o七ij三月摘要道路路基是路面的支撑结构物，对城市道路而言，由于路基填土厚度有限，且较多都是零填路基，沥青路面在使用过程中所出现的沉陷、车辙和裂缝等损坏，虽然一部分是由于路面各结构层本身的变形所引起，但相当大部分是路基过量的塑性变形所造成的。路基的变形可区分为三种类型：交通荷载反复作用下产生的累积塑性变形，填土自重荷载下的压密沉降及固结沉降。本文主要对路基在交通荷载作用

2、下的动力响应和累积塑性变形展开研究。本文主要内容分四部分：目前我国《公路沥青路面设计规范》中规定路面结构各层均处于完全连续的界面条件，实际道路使用过程中，界面条件经常是部分连续甚至是滑动的。本文第一部分分剐考虑界面接触条件为连续和滑动，以沥青路面在使用过程中所出现的沉陷、车辙和裂缝等早期损坏现象为主线，采用弹性层状体系理论对路基路面结构各层进行了静力分析。第二部分以我国典型的城市道路路基路面结构为模型，采用三维动力有限单元法分别从三个不同的角度研究了车辆荷载的超载率，车速和车轴数对城市道路路基动力响应的影响。针对交通荷载反复作用下路基产生的累积塑性变形问题，第三部分采用累积塑性应变的经验公式结

3、合本文第二部分的应力分析方法，采用分层累积方法计算路基总的塑性变形，并以美国加州车道试验(CAt／APT)501RF段道路试验数据为根据，对本文的计算方法进行了实例验证。最后，本文对上海地区软土路基在交通荷载作用下的残余变形问题做了分析，并采用平面应变弹塑性有限元法分析了路基残余变形对路面丌裂的影响。关键词：城市沥青道路，路基，交通荷载，动力响应，累积塑性变形AbstractABSTRACTThesubgradeisthesupportofthepavementstructure．Speakingoftheurbanroad．theheightoftheearthfillislimitedan

4、dmanyofthemhavenoembankments．Thepavementsdamagesuchassettlement，ruttingandcrackwhichappearintheusingprocess，partlybecauseofthepavementsstmcturedeformationbythemselves．butquitemajorityarcinducedbyexcessiveplasticdeformationofthesubgradesoils．Thesubgradedeformationmainlycomefromsoilself-weightcompacti

5、on，soilconsolidationandaccumulativeplasticdeformationundervehicleload．Thisthesispresentsaresearchondynamicresponseandplasticdeformationofthesubgradesoilsundervehicleload．Fourpartsareincludedinthisthesisasfollows：Atpresent，‘‘Specificationsofasphaltconcretepavement”JTJ014-97hasstipulatedthateachcontac

6、tsurfaceconditionofthepavementstructurearecompletelycontinuous．Infact，somecontactsurfaceconditionsamongthepavementstmcturearepartialcontinuousorevenglide．Inthefirstpart，staticanalysisofthepavementstructureisdiscussedbyelasticlayeredsystemtheorywiththeforepartdamagephenomenaofthepavementexplainedabov

7、e．Inthesecondpart．thenumericalmodelofurballroadinourcountryisbuiltanddynamicresponseofthesubgradesoilsinfluencedbymovingdynamicvehicleloadisstudiedbythree—dimensional，dynamicalfiniteelementprogram．Ith