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基于非定常数伯格斯模型的沥青路面车辙预估
| 论文题名： | 基于非定常数伯格斯模型的沥青路面车辙预估 |
| 关键词： | 车辙预估;Prony级数;移动荷载;非定常数伯格斯模型;沥青路面;有限元软件 |
| 摘要： | 随着车辆的不断增加和超载现象的加剧，车辙已成为沥青路面破坏的主要形式之一，严重的影响了道路行车舒适性和道路安全性。因此有必要对沥青路面的车辙进行合理的预估，本文有针对性的研究了动荷载、荷载作用次数、车速、超载等因素对路面车辙的影响。 在粘弹塑性力学的理论基础上阐述了沥青混合料的力学性能，分析比较了当今国内外学者提出的沥青混合料的本构模型。结合蠕变试验数据，拟合Burgers模型的参数，将粘弹性参数转化为Prony级数，利用通用有限元软件ANSYS模拟蠕变试验，比较拟合数据、试验数据和ANSYS计算结果之间的误差及分析产生误差的原因;建立了车辆以80km/h的速度在沥青路面上行驶的三维有限元模型，分析移动荷载下沥青路面面层、基层的车辙变形、动应力、动应变的规律及在不同的行车速度下面层、基层内各个内力指标的变化规律;建立二维的沥青路面有限元模型，将行车动荷载等效为静态荷载，分别研究轴载次数、行车速度及超载对沥青路面车辙的影响，分析了在不同轴载次数、行车速度及超载情况下沥青路面车辙的变形规律。研究表明:利用Prony级数方法在ANSYS中计算的结果与理论解误差不大于2％，说明Prony级数转化公式的准确性;在动荷载作用下，随着行车速度的提高，面层内压应力、横向拉应力和水平拉应力随着行车速度的增加而逐渐减小，车速从60km/h增加到140km/h，压应力减小幅度约8％，横向拉应力和水平拉应力减小幅值约9.2％;在相同的轮压下，随着轴载次数的增加，沥青路面的车辙量也随之增加，但改性沥青路面增长的速率明显比基质沥青路面增长的慢，使用改性沥青路面比基质沥青路面的抗车辙性能提高了约37％。有限元分析计算的竖向变形结果与实际路面车辙变形大小非常接近，这为沥青路面车辙预估提供了一种新的思路与研究途径。 |
| 作者： | 刘威 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 刘涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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