瀝青路面裂縫的疲勞損傷力學數(shù)值分析.pdf

1、車輛荷載反復作用引起路面的疲勞裂縫是瀝青路面主要損壞形式之一。究其本質，實際是路瀝青面層材料發(fā)生了疲勞損傷和破壞。只有弄清楚車輛荷載作用下瀝青面層疲勞裂縫形成及開展過程才能更有效的指導瀝青路面的抗疲勞設計。瀝青混合料常溫下即可表現(xiàn)出一定的粘塑性，也就是說瀝青路面在絕大多數(shù)工作環(huán)境中均會表現(xiàn)出一定粘塑性。國內外學者將瀝青混合料視為粘彈性材料來進行疲勞研究，無疑有失偏頗。由于傳統(tǒng)的疲勞力學僅能考慮疲勞裂縫的形成階段，不能用于研究疲勞裂縫從形

2、成到擴展的整個過程。而疲勞損傷力學作為破壞力學新興的學科分支，恰恰彌補了傳統(tǒng)疲勞力學的缺陷。而為了實現(xiàn)運用疲勞損傷力學理論對瀝青路面裂縫形成及開展過程的分析，可借助有限元軟件來進行數(shù)值模擬。鑒于以上幾個方面，本文進行了如下工作:
　　1)本文以修正Burgers粘彈塑性模型為基礎，推導了半正弦荷載作用下瀝青混合料的粘彈塑性損傷本構方程，得到了累積應變的表達式。
　　2)分析總結了文獻中各種疲勞損傷損傷模型，并以大量文獻中疲勞

3、試驗數(shù)據(jù)為基礎，提出了能夠考慮加載頻率、溫度和應力比的損傷演化模型。
　　3)進行了瀝青混合料的劈裂疲勞試驗，并利用Origin軟件對疲勞試驗數(shù)據(jù)進行了疲勞壽命方程和損傷本構方程的參數(shù)擬合。
　　4)以擬合的損傷演化方程和損傷本構方程為基礎，利用ansys軟件對瀝青路面結構整體建模，成功模擬了車輪荷載反復作用下瀝青面層裂縫形成及開展過程，分析了各單元的損傷分布和發(fā)展規(guī)律以及應力應變規(guī)律。分析了不同基層厚度和不同基層模量對面層