【摘要】：瀝青路面車轍是我國高等級公路的主要病害之一,車轍嚴(yán)重地影響路面使用性能和車輛的舒適性及安全性。避免車轍形成是路面設(shè)計的重要內(nèi)容,傳統(tǒng)的研究主要是利用層應(yīng)變和粘彈性理論對車轍形成進行計算,往往忽略車轍形成過程中瀝青材料塑性變形的影響,造成與實際情況的誤差。所以,利用非線性的粘彈塑性本構(gòu)模型分析瀝青路面車轍形成十分有必要。本文針對河北省某高速公路試驗路段,利用ABAQUS有限元軟件對瀝青路面車轍形成過程進行了模擬、分析和計算。主要研究內(nèi)容如下:(1)敘述了瀝青路面車轍的破壞類型和產(chǎn)生的機理。分析了瀝青混合料現(xiàn)有力學(xué)模型的優(yōu)缺點,取其中既能描述瀝青混合料變形特征,又能方便測定其參數(shù)并進行數(shù)值計算的具有代表性的兩種瀝青混合料的本構(gòu)模型進行計算。(2)利用有限元軟件ABAQUS建立路面模型,對車轍的形成進行仿真和模擬。介紹瀝青路面車轍的計算原理,包括有限元方程的建立和對于非線性的本構(gòu)模型方程組的求解。進而分析了瀝青路面永久性變形的形成。(3)利用Burgers粘彈性本構(gòu)模型對瀝青路面車轍進行計算。根據(jù)蠕變試驗的結(jié)果,分析確定了Burgers模型的參數(shù),將得到的粘彈性參數(shù)通過計算變?yōu)镻rony級數(shù),通過ABAQUS有限元軟件對瀝青路面車轍進行了模擬,分析了在循環(huán)荷載作用下,路面形成永久性變形的過程。同時,研究了溫度、超載對瀝青路面車轍形成的影響。(4)利用粘彈塑性本構(gòu)模型對瀝青路面車轍進行計算。利用蠕變試驗和單軸壓縮試驗所得到的數(shù)據(jù),來定義路面面層的粘彈塑性,將路面其他各結(jié)構(gòu)層均看作為彈性。利用ABAQUS軟件對路面結(jié)構(gòu)進行模擬,分析了瀝青路面車轍形成的過程,同時研究了溫度、超載對瀝青路面車轍變形的影響,并將Burgers模型和粘彈塑性本構(gòu)模型的計算結(jié)果進行了對比。
[Abstract]:Rutting of asphalt pavement is one of the main diseases of high grade highway in China. Rutting seriously affects pavement performance, vehicle comfort and safety. Avoiding rutting formation is an important content of pavement design. The traditional research mainly uses layer strain and viscoelastic theory to calculate rut formation, and often ignores the influence of asphalt material plastic deformation during rutting formation. Cause an error with the actual situation. Therefore, it is necessary to use nonlinear viscoelastic plastic constitutive model to analyze rutting formation of asphalt pavement. In this paper, the rutting process of asphalt pavement is simulated, analyzed and calculated by using ABAQUS finite element software for an experimental section of highway in Hebei province. The main contents are as follows: (1) the damage type and mechanism of asphalt pavement rutting are described. The advantages and disadvantages of the existing mechanical model of asphalt mixture are analyzed, which can describe the deformation characteristics of asphalt mixture. It can also be used to calculate the constitutive models of two kinds of asphalt mixtures which can be easily measured and numerically calculated. (2) the road surface model is established by using the finite element software ABAQUS to simulate and simulate the rutting formation. This paper introduces the calculation principle of asphalt pavement rutting, including the establishment of finite element equations and the solution of nonlinear constitutive model equations. The formation of permanent deformation of asphalt pavement is analyzed. (3) the rutting of asphalt pavement is calculated by Burgers viscoelastic constitutive model. According to the results of creep test, the parameters of Burgers model are analyzed and determined. The viscoelastic parameters are changed into Prony series by calculation. The rutting of asphalt pavement is simulated by ABAQUS finite element software, and the cyclic load is analyzed. The process of forming a permanent deformation of a road surface. At the same time, the influence of temperature and overload on rutting of asphalt pavement is studied. (4) the rutting of asphalt pavement is calculated by viscoelastic plastic constitutive model. Using the data obtained from creep test and uniaxial compression test, the viscoelastic-plastic properties of pavement surface are defined, and the other structural layers are regarded as elastic. Using ABAQUS software to simulate the pavement structure, the process of rutting formation of asphalt pavement is analyzed, and the influence of temperature and overload on the rutting deformation of asphalt pavement is studied. The calculation results of Burgers model and viscoelastic plastic constitutive model are compared.
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U418.68

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本文編號：2267872