基于基于abaqus软件的沥青路面结构非线性分析

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1、南华大学硕士学位论文基于ABAQUS软件的沥青路面结构非线性分析姓名：叶勇申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：伍衡山20070501摘要沥青混合料是典型的粘弹性材料,在重载作用下还会表现出一定的塑性。但在以往的沥青路面结构分析时,只将其看作完全弹性来考虑,或即使考虑其粘塑性，也未能深入研究。沥青混合料的这种非线性在路面结构分析中未能很好地反映出来。对半刚性沥青路面的面层结构进行粘弹性分析，特别是对柔性基层沥青路面的整体结构进行粘弹性分析，能清楚地了解这种国际通用的路面结构性能，具有非常重要的工程意义。本文分别对半刚性基层结构的面层和

2、柔性基层结构的整个结构层进行非线性分析，基于弹性力学、塑性力学、粘弹性力学以及非线性方程的迭代求解方法，利用有限元软件ABAQUS的强大非线性分析功能，比较深入的研究了沥青路面结构的非线性。首先,考虑半刚性基层沥青路面的面层的粘弹塑性,其他各层为弹性，在单次静载下的沥青路面的工作性能。得出了在静载的作用下，弯沉主要表现在面层，半刚性基层的对弯沉量的贡献很小；沥青混合料的沥青含量越大，粘性表现得越显著；沥青混合料具有时间性，在短时间和长时间的作用下的力学相应不同，随着时间的增长，粘性指标趋于稳定。其次，考虑在车辆动荷载作用下的路面工作性能。

3、在动荷载作用下，各力学指标的大小也表现出波动性，总体趋向于某一稳定值。最后,对沥青路面的面层、基层、底基层考虑粘弹塑性,对路基考虑弹塑性,全面考虑路面结构的非线性。这些分析是面向柔性基层沥青路面来分析的,并得出这种基层路面的一些结果：由于面层和基层材料结构的相似性（柔性），沥青稳定碎石基层沥青路面结构受力合理、传力路线明确、变形相互协调;沥青稳定碎石基层同沥青面层一起构成全厚式沥青面层，整体性能提高。文章最后在各种分析结果的基础上,首次在国内总结提出了评价沥青路面结构的工作性能的评价指标:路面性能协调因子β，此指标能充分反映柔性基层的这种

4、结构优良工作性能，对提高我国的路面设计水平有很好的指导意义。关键词：沥青路面结构；粘弹塑性；非线性分析；柔性基层；路面性能协调因子βiStudyonNonlinearAsphaltPavementBasedonABAQUSAbstractAsphaltmixtureistypicalofviscoelasticmaterials,andwillshowsomeplasticCharacteristicundertheheavyload.Inthepast,asphaltpavementstructurewasregardedascompl

5、eteflexibility;evenifitsviscoplasticwasregarded,thisanalysisdoesnotreflectthenonlinearcharacteristics.Thevisco-elasticanalysisofthesemi-rigidasphaltroadsurfacestructure,inparticulartheflexiblebaseasphaltpavementfortheoverallstructureofviscoelasticanalysis,haveaclearunders

6、tandingofthisinternationalgenericpavementperformanceandhaveimportantengineeringsignificance.Inthispaper,thesurfaceofthesemi-rigidbaselayerstructureandthewholelayeroftheflexiblebaselayerstructurewereregardedasnonlinearstructure,basedontheelasticity,plasticity,viscoelastici

7、tyandnonlinearequations,theiterativemethod,usedABAQUSfiniteelementsoftwarepowerfulnonlinearanalysisfunctions.First,considerthevisco-elastic-plasticofsemi-rigidasphaltpavementlayer,underthesingleload.Deflectionmainlymanifestedinthesurfaceinthestaticload;thedeflectionofsemi

8、-rigidbasehavelittlecontributions.themoreasphaltmixtureofasphaltcontentis,themoreviscousperforma