全厚式瀝青路面結構粘彈性疲勞損傷過程研究

《全厚式瀝青路面結構粘彈性疲勞損傷過程研究》是依託長沙理工大學，由孫志林擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：全厚式瀝青路面結構粘彈性疲勞損傷過程研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：孫志林
• 依託單位：長沙理工大學

項目摘要

運用粘彈性疲勞損傷力學分析全厚式瀝青路面結構，不僅可以計算路面結構使用壽命，且可以分析在整個使用階段每一時刻路面結構所處的力學狀況，從而實時地掌握路面的實際狀態。.通過試驗確定合適的瀝青混合料粘彈性疲勞損傷模型；基於該模型建立瀝青路面結構粘彈性疲勞損傷過程理論解；運用ABAQUS軟體及開發的包含粘彈性疲勞損傷模型材料子程式，分別分析全厚式瀝青路面在車輛荷載與溫變荷載下的疲勞損傷演化過程，得出路面結構內各力學量隨著時間與空間的演化規律，並通過室內模擬實驗進行對比分析，從而全面掌握瀝青路面結構在運營過程中，各結構部位所處的力學狀態。.研究結果將為全厚式瀝青路面的設計、施工、養護以及長期性能的預測提供理論依據。

結題摘要

首先依據基於Chaboche非線性疲勞損傷模型推導的矩形截面梁的應力、應變、損傷度以及疲勞壽命等之間的關係以及相關試驗結果，確定了瀝青混合料的疲勞損傷演化方程指數，分析了疲勞損傷演化規律和疲勞壽命。其次利用有限元與疲勞損傷理論分析出疲勞損傷有限元實現方法，並利用ABAQUS有限元軟體、FORTRAN程式語言和疲勞損傷分析流程圖，編制了考慮疲勞損傷的材料子程式，實現了全耦合的疲勞損傷有限元分析。接著利用疲勞損傷有限元方法分別基於兩種不同疲勞損傷模型分析了交通荷載下瀝青路面結構的疲勞損傷行為，即損傷度在路面結構內的空間分布與隨時間的演化規律、水平正應力與水平正應變在路面結構內的空間分布與隨時間的演化規律、路表彎沉隨時間改變的規律，以及路面結構參數與接觸條件對損傷度、水平正應力、路表彎沉的影響。同時基於損傷度的概念確定了瀝青路面在車輛荷載下的裂紋形成疲勞壽命以及結構參數與接觸條件等對裂紋形成疲勞壽命的影響。分析過程中對兩種模型的計算結果進行了比較，發現非線性模型更能體現路面結構的損傷演化過程。然後利用疲勞損傷有限元方法分別基於兩種不同疲勞損傷模型分析了溫度荷載下瀝青路面面層結構的疲勞損傷行為，即損傷度的分布與演化規律、水平正應力的分布與演化規律，以及面層結構參數與溫度參數對相關量的影響。並基於損傷度的概念分析了溫度荷載作用下瀝青面層裂紋形成疲勞壽命，以及面層結構參數與溫度參數對裂紋形成疲勞壽命的影響。分析過程中對兩種分析模型的計算結果進行了比較。