基于蠕變試驗(yàn)的瀝青路面車轍模擬數(shù)值分析.pdf

1、目前,我國高速公路總里程的95％左右為瀝青路面,而車轍病害是其最主要的病害形式。以往的研究主要集中在抗車轍瀝青混合料的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)以及抗車轍瀝青路面的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)中。對能夠反映瀝青混合料整個(gè)車轍變形階段的本構(gòu)模型研究較少,造成瀝青路面的車轍預(yù)估效果較差。為此,本論文在總結(jié)現(xiàn)有粘彈模型的基礎(chǔ)上,基于 ABAQUS軟件平臺(tái) UMAT二次開發(fā),實(shí)現(xiàn)了基于多種粘彈性本構(gòu)模型的瀝青路面車轍變形數(shù)值模擬分析。主要工作包括:
　　首先介紹了瀝青材

2、料幾種基本的粘彈模型,討論了不同粘彈模型對瀝青混合料蠕變變形各個(gè)階段的模擬效果。而后基于ABAQUS軟件平臺(tái)子程序的二次開發(fā)技術(shù),編制瀝青混合料Burgers模型、六參數(shù)模型和七參數(shù)模型UMAT代碼。基于簡單模型的蠕變模擬分析得到豎向應(yīng)變曲線和蠕變曲線,通過理論解、實(shí)測解和有限元模擬結(jié)果的對比分析,驗(yàn)證了所開發(fā)出的UMAT的準(zhǔn)確性。
　　其次采用單軸壓縮蠕變試驗(yàn)進(jìn)行了典型瀝青混合料粘彈參數(shù)的室內(nèi)測定,并通過origin軟件的非線性

3、擬合獲取了典型級(jí)配瀝青混合料的粘彈參數(shù)。建立了能夠模擬典型瀝青混合料粘彈變形的Burgers模型、D-P模型、修正Burgers模型、六參數(shù)模型、七參數(shù)模型的粘彈參數(shù)數(shù)據(jù)庫。并討論分析了不同模型在擬合過程中的模型局限性、優(yōu)勢及注意的問題。
　　再次基于UMAT的開發(fā)進(jìn)行典型瀝青路面結(jié)構(gòu)車轍數(shù)值模擬分析。建立車輛荷載等效換算原則,分析不同荷載大小及作用時(shí)間、不同邊界條件、不同模型、不同層位和材料等因素對車轍變形的影響規(guī)律。