沥青路面车辙行为仿真与预测

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文沥青路面车辙行为仿真与预测论文作者：孙建军学生类别：在职攻读专业学位类别：工程硕士领域名称：建筑与土木工程指导教师：肖庆一职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterofEngineeringDegreeofArchitecturalandCivilEngineeringASPHALTPAVEMENTRUTTINGBEHAVIORSIMULATIONANDPREDICTIONbySunJianjunSupervisor:ViceProf.X

2、iaoQingyiOctober2014原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务

3、；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要沥青路面辙损害现象越来越突出，车辙共有三种类型，其中失稳型车辙最为普遍，危害也最大。车辙病害严影响路面使用寿命、行车的安全性和舒适性，如何预测车辙变形的发展以及防治车辙病害已经成为道路工程界迫切解决的热点关键问题。论文基于路面力学弹性层状理论体系，建立了沥青路面3D有限元模型，开展静态路面结构的响应分析，依据力学分析成果，提出抗车辙沥青混合料的最佳结构组合设计；深入分析了沥青路面

4、材料模量、结构层厚度以及轴重变化对路面结构力学响应的影响作用，同时结合抗车辙沥青混凝土，从工程技术与经济角度分析给出了合理的弹性模量取值范围。之后基于有限元非线性理论模型，结合沥青混合料的粘弹特点，提出合理的材料模型，利用Ansys通用有限元软件构建沥青路面车辙数值分析模型；通过单轴蠕变试验，得到贝雷-诺顿蠕变模型参数，成功开展沥青路面车辙有限元的仿真分析，提出车辙发展回归公式。最后，针对我国沥青路面结构特点以及现有沥青路面设计体现存在的不足，提出增加容许剪切应力和容许辙槽深度两个指标作为现有设计方法的补充设计指标。关键字：道路工程沥青路面抗车辙沥青混凝土车辙病害有限元方法IABS

5、TRACTWithcontinuousincreaseofhighwaytransportationvolumeandheavyloadvehicles,asphaltpavementsruttingdamagehasbeenbecomingmoreserious,whichseverelyinfluencesthevehiclesafetyandit’scomfort.Studyontheruttingproblemoftheasphaltpavementbecomesaveryhotresearchtopic.Anti-ruttingasphaltconcreteanewpav

6、ementmaterial,caneffectivelyimprovetheruttingresistancewithitshighermodulus,betterruttingresistance,betterwaterresistance,weakertemperaturesensitivityandbetterfatigueTMperformance.Thecommercialfiniteelementmethod(FEM)softwareAnsyswasemployedforthenumericalanalysisofthemechanicalresponseofthese

7、mi-rigidbaseasphaltpavement.First,3-Delementmodelofasphaltpavementstructurewasestablishedbasedontheelasticmechanic.Theproperlayerdesignofanti-ruttingasphaltconcreteisdeterminedbyanalyzingthemechanicalresponsewhenanti-ruttingasphaltconcr