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沥青混合料粘弹性本构参数确定及路面粘弹损伤分析与验证
| 论文题名： | 沥青混合料粘弹性本构参数确定及路面粘弹损伤分析与验证 |
| 关键词： | 沥青路面;沥青混合料;本构模型;粘弹参数;粘弹响应;疲劳损伤 |
| 摘要： | 对沥青路面进行力学分析的最终目的是预测路面使用性能，并以此为依据进行路面结构和材料设计。影响路面使用性能的主要病害主要包括疲劳开裂、车辙、水损害和表面损坏等。本文主要应用疲劳损伤力学原理，分析沥青路面的疲劳开裂问题。要实现路面疲劳开裂的力学分析，有两个重要前提:一是选取恰当的粘弹性本构模型、准确的模型参数来进行路面粘弹性响应分析;二是选取合适的疲劳损伤演化模型分析路面疲劳损伤过程。当前确定粘弹性本构参数的主要方法是拟合法，此方法的主要问题是具有多解性，且模型参数一般是通过松弛试验或蠕变试验来确定，试验操作本身难度大，计算结果存在较大离散性。 鉴于以上情形，本文根据线性粘弹性基本理论和沥青混合料动态模量极值特性，提出一种利用动态模量试验结果确定Burgers模型本构参数的转化方法，并采用室内试验、理论解析和数值计算，验证此转换方法分析试件粘弹性响应的准确性。 然后，利用此方法所确定的混合料粘弹性参数，进行了机场沥青路面的粘弹性力学响应的数值计算，并将数值计算结果与现场实测和代表性粘弹分析软件Flexpave计算结果进行了比较，证明了本文所给粘弹性参数转换理论和粘弹性响应计算方法的有效性。 最后，根据得到的准确粘弹性本构参数，结合沥青混合料疲劳损伤演化模型,对沥青路面在车辆荷载作用下的损伤演化过程进行了分析，并将路面损伤计算结果与LVECD计算结果和路面破损率实测结果进行了对比，证明了本文损伤分析的有效性。 研究结果为确定Burgers模型的粘弹性参数提供了相对准确的计算方法，使沥青路面粘弹性响应分析结果更加符合实际情况，并为分析实际路面粘弹性损伤发展过程提供参考。 |
| 作者： | 鲍亮亮 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张俊;郭志刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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