车路相互作用下沥青路面细观力学行为研究

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1、密级：公开工学硕士学位论文车路相互作用下沥青路面细观力学行为研究StudyontheMicromechanicalBehaviorofAsphaltPavementundertheInteractionofVehicleRoad培养单位：机械工程学院专业：机械设计及理论研究生：王朝辉指导教师：陈恩利教授二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育

2、机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要

3、随着交通运输业的快速发展，道路超速超载问题不断出现，导致路面破坏严重，使得在路面上行驶的车辆产生复杂的振动，影响汽车的服役寿命。将车路视为一个系统，降低车路系统中的相互作用力，能够在一定程度上保证车辆的行驶稳定性与安全性，因此，有必要对沥青路面的破坏问题进行深入研究。当前作为研究沥青路面材料性能的主要传统手段，试验方法与施工经验方法会浪费较多的时间和精力，且两种方法得到的结论多属于宏观层次，难以体现沥青路面内部复合材料的细观力学特性。沥青混合料具有明显的离散性，是一种多相复合物质，其破坏过程中的应力应变规律难以准确分析。均匀

4、介质力学理论将沥青混合料视为单相均质材料，不能体现其材料的非连续性，难以揭示其内部结构的细观力学行为。本文以沥青混合料为主要研究对象，将其简化为由两种质料构成的复合材料，其中包括沥青胶浆及粗集料。通过颗粒流软件PFC2D，建立了沥青混合料的离散元模型。通过单轴压缩数值试验得到了沥青混合料离散元模型的细观参数，对材料物理试验应力应变曲线与虚拟数值试验的应力应变曲线进行了对比，为沥青路面离散元模型中的细观参数确定提供了依据，同时研究了平行粘结粘聚力、平行粘结抗拉强度、平行粘结摩擦角以及摩擦系数等接触模型参数对沥青混合料单轴压缩试

5、验结果的影响。在此基础上，利用颗粒流软件PFC2D生成多层结构沥青路面离散元模型，研究了其在静止载荷与振动载荷作用下的力学响应，从细观层次分析了离散元路面模型的受力特征。本文对在车路相互作用下的沥青路面离散元模型动力学特性进行了研究，分析了车辆悬架模型中不同参数与路面动力响应的关系。通过对沥青路面离散元模型破坏断裂的细观数值模拟，对沥青材料裂缝萌生、扩展和贯通现象进行了研究。关键词：车路相互作用；力学响应；沥青路面；离散元；细观力学分析AbstractWiththerapiddevelopmentoftransportati

6、onindustry,theroadoverspeedoverloadproblemsappearconstantly,leadtotheroaddamageisserious,leadingtorunningvehiclesontheroadofcomplexvibration,affecttheservicelifeofthecar.Thecarroadasasystem,reducethecarroadinteractioninthesystem,cantoacertainextent,toensurethatthev

7、ehicledrivingstabilityandsafety,therefore,itisnecessarytoconductthethoroughresearchtotheproblemofasphaltsurfacedamage.Currentasthemaintraditionalmeansofresearchofasphaltpavementmaterialperformance,testmethodandconstructionexperienceswillwastemoretimeandenergy,andtw

8、omethodstogetconclusionbelongstothemacrolevel,themoredifficulttoreflectasphaltpavementinternalmicromechanicalpropertiesofcompositematerials.Theas