全厚度长时程车辙试验及有限元仿真对比分析

摘要

车辙病害极大影响道路的使用寿命和行车安全，已成为沥青路面的主要病害形式。目前评价混凝土高温稳定性的标准单层车辙试验不能完全体现沥青面层整体抗车辙能力，研究了全厚度长时程车辙试验对解决沥青面层组合抗车辙能力具有重要意义。
　　首先，概要介绍以华中科技大学道路实验室改进的ZCZ-7自动车辙仪为基本试验设备提出的全厚度长时程车辙试验方法及技术要点，以及根据该方法对武黄高速公路水泥路面加铺沥青层进行的60℃、65℃标准荷载下全厚度长时程车辙试验结果。然后，利用有限元软件对全厚度长时程车辙试验进行数字仿真，运用软件自带的时间硬化粘弹性模型，计算了轮载接触面积，并将动荷载简化为半正弦间歇周期荷载，模拟真实路面车辆荷载效应。考虑实际路面三维特性，特别比较了60℃时车辙试验数据的二维、三维模型计算结果，表明采用二维模型能满足精度要求，因此推荐采用二维仿真。
　　最后，利用二维模型分析了全厚度车辙尺寸效应，包括荷载几何尺寸、实际路面尺寸等，提出以试验曲线斜率和最终变形值作为试验评价指标，以便进行全厚度车辙试验下一步研究。

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1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究思路及技术路线

2 全厚度长时程车辙试验

2.1 全厚度长时程车辙试验设备简介

2.2 全厚度车辙板的成型

2.3 本章小结

3 车辙实验有限元仿真

3.1 沥青混合料车辙试验建模

3.2 二维与三维模型仿真对比分析

3.3 本章小结

4 全厚度长时程车辙试验与有限元分析对比

4.1 全厚度长时程车辙试验尺寸效应分析

4.2 全厚度长时程车辙试验评价指标与试验时间界定

4.3 本章小结

5 总结和展望

5.1 主要结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附 录 攻读学位期间发表的论文目录