考虑温度场效应的沥青路面无网格法力学分析

摘要

【目的】探究温度场作用下沥青混合料的模量梯度变化规律及沥青路面力学响应特征。【方法】结合温度场预估模型与动态模量试验数据，建立温度-模量梯度模型；基于温度-模量梯度模型，通过编制有限块计算程序，对柔性基层沥青路面结构与半刚性基层沥青路面结构进行力学响应计算，并将计算结果与等温均匀模型的计算结果开展对比分析。【结果】与等温均匀模型的计算结果相比，基于温度-模量梯度模型得到的多个关键力学指标呈现出不同程度的增长，且该现象在柔性基层沥青路面结构中表现更为显著：沥青混合料层内竖向压应力最高增长316.240%，沥青混合料层层底水平拉应变最高增长347.918%，路基顶面竖向压应变最高增长206.294%。【结论】忽略温度场影响并采用等温均匀模型进行柔性基层沥青路面结构设计，会显著低估路面结构永久变形与疲劳开裂的风险，相较于采用温度-模量梯度模型，该设计方式存在一定的安全隐患。

关键词

沥青路面 / 温度场 / 模量梯度 / 有限块法 / 力学响应