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基于蠕变试验的沥青路面车辙模拟数值分析
| 论文题名： | 基于蠕变试验的沥青路面车辙模拟数值分析 |
| 关键词： | 蠕变试验;沥青路面;沥青混合料;数值模拟;车辙预估 |
| 摘要： | 目前,我国高速公路总里程的95％左右为沥青路面,而车辙病害是其最主要的病害形式。以往的研究主要集中在抗车辙沥青混合料的设计与评价以及抗车辙沥青路面的结构组合设计中。对能够反映沥青混合料整个车辙变形阶段的本构模型研究较少,造成沥青路面的车辙预估效果较差。为此,本论文在总结现有粘弹模型的基础上,基于 ABAQUS软件平台 UMAT二次开发,实现了基于多种粘弹性本构模型的沥青路面车辙变形数值模拟分析。主要工作包括: 首先介绍了沥青材料几种基本的粘弹模型,讨论了不同粘弹模型对沥青混合料蠕变变形各个阶段的模拟效果。而后基于ABAQUS软件平台子程序的二次开发技术,编制沥青混合料Burgers模型、六参数模型和七参数模型UMAT代码。基于简单模型的蠕变模拟分析得到竖向应变曲线和蠕变曲线,通过理论解、实测解和有限元模拟结果的对比分析,验证了所开发出的UMAT的准确性。 其次采用单轴压缩蠕变试验进行了典型沥青混合料粘弹参数的室内测定,并通过origin软件的非线性拟合获取了典型级配沥青混合料的粘弹参数。建立了能够模拟典型沥青混合料粘弹变形的Burgers模型、D-P模型、修正Burgers模型、六参数模型、七参数模型的粘弹参数数据库。并讨论分析了不同模型在拟合过程中的模型局限性、优势及注意的问题。 再次基于UMAT的开发进行典型沥青路面结构车辙数值模拟分析。建立车辆荷载等效换算原则,分析不同荷载大小及作用时间、不同边界条件、不同模型、不同层位和材料等因素对车辙变形的影响规律。 最后基于室内结构车辙试验进行车辙预估的室内初步验证。采用依七高速公路试验路段结构与材料,进行45℃下的车辙预估与室内试验结果比对,初步证明了车辙预估方法的可行性。 |
| 作者： | 陈洪春 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 董泽蛟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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