移动荷载作用下沥青路面的动力响应分析
沥青路面力学响应分析及其研究方法综述
沥青路面力学响应分析及其研究方法综述发布时间：2022-07-11T02:28:48.391Z 来源：《工程管理前沿》2022年5期3月作者：黄勇维[导读] 沥青路面具有比较复杂的力学特性，为了研究沥青路面的破坏机理以及路面应力应变变化规律，黄勇维重庆交通大学土木工程学院重庆 400074摘要：沥青路面具有比较复杂的力学特性，为了研究沥青路面的破坏机理以及路面应力应变变化规律，本文系统阐述了荷载、温度、路面结构类型以及层间接触状态对沥青路面结构力学的响应机理。
并且鉴于以往对路面进行力学研究不能够准确、真实、细致的反映其力学行为的问题，本文简述了对沥青路面细观力学行为的研究，使沥青路面力学的研究能够宏、细观相结合。
研究发现，细观力学分析能对内部材料变化进行量化处理，全面分析沥青路面力学响应，对改善路面性能有重要意义。
关键词：路面力学响应；荷载；温度；层间接触状态；细观力学研究0 引言我国沥青路面损坏影响因素主要有材料、荷载和温度。
因此，解决沥青路面这些问题，就要从因素出发，有必要对沥青路面力学响应因素进行分析研究。
沥青路面长期处于不同的自然环境中，并非单一不利因素影响沥青路面，在恶劣的气候条件和车辆荷载共同作用下，沥青路面材料内部逐步发生变化，路面出现宏观的损坏现象。
以往对路面进行力学研究，通常将沥青路面通过假设条件进行了不同程度的简化，与实际情况存在差别，不能够准确、真实、细致的反映其力学行为，因此，有必要对沥青路面细观力学行为进行研究，达到宏、细观相结合的目的，全面分析沥青路面力学响应，对改善路面性能有重要意义。
1沥青路面力学响应分析综述沥青路面是多层路面结构，具有比较复杂的力学特性。
国内外大量研究表明，对沥青路面力学响应有显著影响的因素主要有荷载、温度、路面结构类型和层间接触状态等。
研究不同因素影响下的路面力学响应，可以为更科学合理的路面设计方案提供必要的参考。
1.1荷载在沥青路面的力学性能分析时，通常把轮胎与路面的接触面作为路面受力分析的影响区域。
动、静荷载下不同沥青路面结构力学响应分析
动、静荷载下不同沥青路面结构力学响应分析作者：何基雷罗资清傅松来源：《西部交通科技》2024年第03期作者简介：何基雷（1988—），工程师，主要从事道路工程、路面养护方面的研究工作。
为探究动、静荷载下沥青路面结构的应力响应，获取不同影响因素对路面的实际作用效果，文章利用ABAQUS软件构建了沥青路面结构应力响应模型，分析荷载形式、车辆轴载、行驶速度等因素对力学响应的影响。
研究表明：路面结构的应力应变与车辆轴载存在着一定的线性关系；相较于静荷载，动荷载在相同轴载下所产生的应力应变值较低，且存在最佳行驶速度使荷载对路面产生的力学响应最小。
由此证明，在道路使用时，控制车辆的行驶速度及车辆超载可减缓路面纵向位移及路表弯沉的产生，延长道路的使用寿命。
沥青路面结构；移动荷载；力学响应；使用寿命；应力应变U416.217A1906850引言随着我国机动车保有量及道路交通量的逐年上升，道路重载及超载现象的持续增长，使得已建道路在使用过程中暴露出使用寿命不足［1-2］，裂缝、坑槽、松散、剥落、车辙等病害出现频率较高的现象。
道路养护时运营成本增加，而且还影响了交通事业的发展［3］。
因此，为更好地了解路面结构在不同因素下的力学响应，需探究不同影响因素对路面的力学响应。
国内外专家学者针对沥青路面的应力响应从多方面展开了研究。
Assogba、Hu、李江等［4-6］通过建立三维有限元模型，研究了车辆速度、车辆超载对沥青路面的影响，证明较低车速会引起结构受载时间增加，扩大了载荷的冲击效应。
严战友、Ogoubi等［7-12］通过建立车辆模型和有限元道路模型，证明路面结构的动态应变应力峰值受分析点位、行車速度、沥青层厚度、车轴荷载、制动工况和道路粗糙度等因素的影响。
Liu［13］通过提出了一种将全尺度加速路面试验（accelerated pavement test，APT）、室内试验和有限元（finite element，FE）模拟相结合的方法，分析了车轮范围、温度及轴重对于沥青路面的动态响应。
沥青路面结构力学响应分析研究
道桥建设2018年第13期121道路沥青路面须经受复杂多变的天气和作用力大且施加密集的车辆荷载反复作用。
过车之后容易出现路面品质逐年下滑从而显著降低道路使用寿命，而且造成资源浪费，不利于居民出行以及货物的中转运输，不能充分发挥道路功能。
研究在不同因素影响下的路面结构力学响应，有助于理解并掌握路面破坏机理，采取更加科学合理的应对措施，延长道路使用寿命。
基于此，文章系统阐述了荷载和气候因素对路面力学响应的影响，为公路养护部门和相关学者提供必要的参考。
1 荷载对路面力学响应的影响车辆荷载是路面需要承受的主要荷载，与道路的使用寿命直接相关。
研究车辆荷载对路面结构力学响应的影响，对了解路面破坏机理具有重要意义。
胡小弟等将荷载与路面之间的接触面近似为矩形，采用有限元计算程序ANSYS，分析x 及y 轴方向各为2.5m 范围内应力分布情况。
z 方向深度根据路面结构及所受车辆荷载的交通组成，并依据理论弯沉值进行调整。
计算结果表明，当车辆制动或启动时，所产生的水平力尤其是最大剪应力对路面结构具有较大影响，剪应力峰值作用位置不定，对柔性基层的影响比半刚性基层要明显，水平力作用下，面层层底的弯拉应力，尤其是y 方向引起横向裂缝的弯拉应力变化明显。
在上下坡等刹车频发地区路面容易破损，而曹卫锋对车辆动载作用下长大上坡沥青路面力学响应做了更加深入的研究。
利用大型有限元软件ABAQUS 建立车辆载荷作用下的长大上坡路段沥青路面结构的三维有限元模型，采用单侧双轮胎的加载方式，分析不同参数下的路面的力学响应。
理论计算表明：对于半刚性基层沥青路面，用沥青面层底部弯拉应变来评价其使用寿命是不合理的；较大的面层底部剪应变容易破坏面层与基层之间的粘结层，一旦粘结层破坏后，使面层结构的连接状态变为滑动状态，增加面层流动性，增加车辙发生的可能性。
因此，增强面层与基层之间的粘结强度，是抵制剪切破坏，提高路面寿命的有力措施。
2 气候对路面力学响应的影响2.1 温度对沥青路面结构动力响应的影响沥青面层材料是一种典型的温度敏感性材料，其力学特性和使用性能随温度的变化而显著变化。
典型半刚性沥青路面结构车辆荷载动力响应指标分析与应用
典型半刚性沥青路面结构车辆荷载动力响应指标分析与应用摘要：沥青路面结构使用寿命不足是目前中国沥青路面在运营使用过程中存在的普遍现象，现有的沥青路面结构设计体系无法有效地反映实际交通荷载下路面结构力学行为是其重要原因之一。
目前我国的的沥青路面设计方法中，把车辆荷载视为静荷载或者近似等效静荷载，路面结构是为弹性体系结构。
随着高速公路建设的发展，高速公路运输实现高速重载化。
车辆运行速度越高，车辆震动越大，车辆对路面的振动冲击荷载越大。
运载重量越大，路面承受荷载越高，尤其是在夏天高温状态下，沥青路面表现出严重的黏弹性。
路面设计中仍使用静载模式已不能反应路面的实际受力状况，无法解释动态荷载作用下路面结构产生的各种现象。
因此，对于研究重型车辆作用下沥青路面承受的动荷载及路面结构产生的各种动力响应，具有一定的现实意义。
下面本文仅提出自己在沥青路面结构设计的一点建议，以供参考。
关键词：典型半刚性沥青路面荷载动力响应分析与应用Abstract: the asphalt pavement structure service life is China’s lack of asphalt pavement use in operation of the existence of the common phenomenon, the existing the asphalt pavement structure design system can’t effectively reflect actual traffic load pavement structure mechanics behavior is under the important reasons. At present our country of the asphalt pavement design method, the vehicle load as static load equivalent or similar to the static load, pavement structure is for elastic system structure. Along with the development of the highway construction, highway transportation ChongZaiHua realize high speed. The running speed of the vehicle, the higher the vehicle vibration, the road vehicle vibration impact load is bigger. Carry weight, the greater the pavement bear loads is high, especially in summer high temperature condition, the asphalt pavement show serious sticky elastic. Pavement design still use static load model has not reflect the actual stress condition, can not explain the dynamic load pavement structure to produce a variety of phenomena. So, for the heavy vehicles under the action of the asphalt pavement under dynamic loading and road surface structure to produce a variety of dynamic response, has some of the realistic significance. This paper put forward the only in the asphalt pavement structure design to a bit of advice for your reference.Keywords: typical semi-rigid asphalt road surface load dynamic response analysis and application常用沥青路面设计方法介绍路面的结构由路基、垫层、基层和面层组成。
移动荷载作用下Winkler地基的沥青路面动力响应
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ 路面计算 力学模 型
为模 拟车辆荷载作 用下路面的动力响应 ， 将
收稿 日期：２０ —ｌ０． ０９０ 一６ 宁 波 大学 学报 （ 工版 ）网址 ： ｔ ：３ ｂ ｂ ． ｕ ｎ 理 ｈｔ ／ ｘ ． ｕｅ ． ｐ／ ｎ ｄ ｃ 基 金项 目：浙 江 省 自然 科学 基金 （ ０ ６７）； 江 省科 技计 划项 目 （ ０ ８ ３ ００）． Ｙ１７３ 浙 ２ ０Ｃ １３ 第 一作 者：刘 干斌 （ ９ ６ ）， ， 西 吉安 人 ， 士眉０ １７ 一 男 江 博 教授 ，主要 研究 方 向 ： 基路 面工 程 ． — ｉ ｌ ｇ ７＠ １３ ｏ 路 Ｅｍａｌ ｉ ｂ ６ ６ ｒ ：ｕ ｃｎ
在研 究不平整度对路面动 力响应 影响时， 将位移
函数和 荷 载取 近 似模式 ，展 开为 正 弦级 数 ． ｍ 等 Ｋｉ
换得到数值结果以分析荷载速度 、 粘弹性地基阻尼 及双轮问距对路面竖向位移 、弯矩的影响．
人ｌ 究了前后双轮变幅值荷载条件下， ｎ ｌ 粘 Ｗｉ ｅ ｋｒ 弹性地基上无 限大板 的动力响应． 周华飞等人 采 ｊ
（ 式和（ 式可得到路面动力响应的控制方程为： １ ） ２ ）
载大小为 ｑｅ ｏ ，长 ２ 宽 ２ ，以速度 ｃ ｘ方 厶， 沿 ｚ 向运动 ［ 考虑双轮荷载工 况条件下， ４ 】 ． 荷载 的大小
相等． 地基模型采用粘弹性 Ｗｉ ｌ 模型， ｎｅ ｋｒ 路面的 竖向位移为 （ ｘ， ． ， ｆ ｚ）
第２ ３卷第 ２ 期 ２１ ０ ０年 ４月
宁 波 大 学 学 报 （理 工 版 ）
移动非均布荷载作用下的沥青路面动力响应分析
函数。 对于小阻尼结构 ， 单元 的小 阻尼矩阵采用瑞利阻尼假设 ，
ｖｅ ｔｃ ｌａ ｄ ｒｃｉ ｔｎ ｅ ｉｌ ｈａ ｉ ｒ Ｏ ｎａｙ ｉ ｈ ｎａ ｉ ｒｉａ ｎ ｆ ｔ ｉ ｏｎ ａ ｇ ｎｔａ ｂｅ ｖ ｏ ，ｔ ａ ｌｓｓ ｅ ｄｙ ｍ ｃ ｔ ｒｓ ｎｓ ｏ ａｐ ｌ ｐａ ｍ ｅ ｕ ｅｐｏ ｅ ｆ ｓ ｈａｔ ｖｅ ｎｔ ｎｄｅ ｄ ｆｅｅ ｏ ｈｃｅ ｏａ ｓ ｒ ｉ ｒ ｎｔ ｆ ｖｅ ｉｌ ｌ ｄ ｗ ｈｅ ｈ ｅ ｃｅ ｓｉ ｎｉｏＴ ｍ ｏｔ ｎ ｔ ｅ ｖ ｈｉｌ ｉ ｎ ｕ ｆ Ｉｎ ｉ ｏｎ．Ｔｈ ｒ ｓ ｔ ｎｄｃ ｔ ｈ ｔ ｅ ｅｕｌ ｉ ｉａｅ ｔ ａ ｓ ｔ ｍ ａ ｉ ｕ ｌ ｎｇｔ ｄｉ ｌ ｅ ｉｅ ｔｅ ｓ ｓ ｎ ｔ ｉｔ ｒ ｅ ｉｔ ｈｅ ｘｍ ｍ ｏ ｉ ｕ ｎａ ｔｎｓ ｓｒ ｓ ｉ ｌ ｉ ｈｅ ｎ ｅ ｍ ｄａ ｅ ｓｃ ｉｎ ｈ ｕ —ｂａｅ ｈｅ ｍ ａ ｍ ｕｍ ｏｎｇｔ ｉ ｌｃ ｍ ｐｒ ｓｉ ｅ ｔｏ ｏｆｔ ｅ ｓ ｂ ｓ ，ｔ ｘｉ ｌ ｉ ｎａ ｏ ｕｄ ｅｓｖｅ ｓｒ ｓ ｉ ｉ ｈｅ ｓｐｈ ｔ ｖｅ ｅ ｓ ｒａ ｅ Ｏ ｖｅｌ ａ ｓｇ ｆｃ ｔｙ ｔｅｓ ｓ ｎ ｔ ａ ａ ｐａ ｍ ｎｔ ｕ ｆｃ ． ｌ ｒｏ ｄ ｉｎｉ ａ ｌ ｉ ｎ
ｉ ｒ ａｅ ｔ ｅ ｌｙｅｓ ｏ ｔｅｓ ｎｃ ｅｓ ｄ ａ ｒ ｆｓｒｓ，ｗ ｈ ｃ ｃ ｅｅ ａｅ ｅ ｄｅｔｕｃ ｏ ｏ ｈ ｉ ｈ ａ ｃ ｌｒｔ ｄ ｔ ｓｒ ｔ ｎ ｆ ｈ ｉ ｔ ａ ｅ ｅ ｔｕｃｕｒ ． ｈｅ ｐ ｖ ｍ ｎｔｓｒ ｔ ｅ Ｋｅ ｏｒ ：ａｐｈ ｌ ａ ｅ ｅ ｔ ｉｎ ｔ ｅｅ ｅ ；ｍ ｏ ｉ ｇ ｏａ ｙｗ ｓ ｄ ｓ ａｔ ｐ ｖ ｍ ｎ ；ｆ ｉｅ ｌｍ ｎｔ ｖ ｎ ｌ ｄ；
移动荷载下粘弹性层状沥青路面动力响应模型
A MODEL TO STUDY THE DYNAMIC RESPONSE OF VISCO-ELASTIC LAYERED SYSTEM UNDER MOVING LOAD
*
DONG Zhong-hong , LU Peng-min
(Key Laboratory for Highway Construction Technology and Equipment of the Ministry of Education, Chang’an University, Xi’an 710064, China)
q( x, y ) ，利用 Fourier 展开技术，车轮荷载可表
示为：
U nm ( z ) 、 Vnm ( z ) 、 Wnm ( z ) 仅为深度 z 的函数。
由式(6)~式(8)及几何方程和本构关系可知： ij i nV ij (9)
2 2 ij n V ij
q ( x, y ) Anm ei n x eim y
n 1 m 1
N
M
(4)
(10)
对于以速度 V 沿轴 x 移动的车轮荷载，则式(4) 转化为：
其中： ij 代表 x 、 y 、 z 、 xy 、 xz 、 yz 等 6 个应变分量。
q( x, y, t ) Anm e
———————————————
收稿日期：2010-04-12；修改日期：2011-04-29 基金项目：国家自然科学基金项目(51008030)；中央高校基本科研业务费专项项目(CHD2010JC063，CHD2011ZD001) 作者简介：*董忠红(1975―)，男，河南开封人，副教授，博士，从事车辆-道路系统动力学研究(E-mail: dzhong@)； 吕彭民(1957―)，男，陕西渭南人，教授，博士，主要从事工程力学研究(E-mail: lpmin@).
FWD荷载作用下沥青路面动力响应有限元分析
FWD荷载作用下沥青路面动力响应有限元分析论文
本文旨在探讨FWD（falling weight deflectometer）荷载作用下
沥青路面的动力响应情况，通过有限元分析的方式，分析其结构响应特性以及受力行为。
利用实验数据优化有限元模型，并将其应用于汽车对沥青路面进行路面质量评定。
针对FWD荷载作用下沥青路面，开展有限元分析。
根据有限
元理论，建立一个均匀的有限元模型，并运用经典的梁单元进行模拟，如Young-Von Karman模型。
同时，根据实验数据，
优化模型，使其最大程度反映真实情况。
此外，考虑地面材料的拉伸模量、剪切模量和泊松比，以及基础土的应力应变。
最后，基于不同的FWD荷载作用，计算路面的响应力，以及每
一段路面的形变，其中包括剪切变形、水平和纵向变形等。
结果表明，FWD荷载作用下沥青路面的动力响应随荷载的增
大而增大，荷载强度与响应之间呈线性关系，最终得出路面承载能力的最佳估计值。
此外，FWD荷载作用下沥青路面的形
变情况也随着荷载的增大而增大，且与不同部位的位移及形变有关。
经过有限元分析的研究，我们不仅可以更好地了解沥青路面的动力响应行为，而且还可以将最优预测值应用于汽车对路面进行质量评估中。
然而，路面在实际情况下还存在一些复杂情况，也需要进一步的研究和实验支持，更好地预测路面的响应性能。
总而言之，本文通过有限元分析的方式，研究FWD荷载作用
下沥青路面的动力响应现象，并优化有限元模型，更好地预测沥青路面的响应性能。
沥青路面动力学分析
（ ，Ｈ ，Ｈ １． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ９ ０， ｐ ｇ ｇ ｇ ｙ ， ； ，Ｈ ， Ｈ ｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｉ ａ ｎ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ２． Ｇ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｔ ｅ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｏ ｋ ｋ ａ ｉ ｄ ｏ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｇ ｊ ｇ ｇ ｇ ｙ ，Ｈ ， ） Ｓ ａ ｏ ｒ ｏ ０ ６ ０ ８ ６ ２ ８ ｏ ｋ ｋ ａ ｉ ｄ ｏ Ｊ ａ ａ ｎ － ｐ ｐ ｐ
［ ５］
将压电
ａ Ｍ＋ ｂ Ｋ Ｃ＝ ２ ｗ１ｗ２（ ｗ２ １ －ｗ １ ２） ξ ξ ａ＝ ２ ２ ｗ２ －ｗ１
（ ） ２ （ ） ３
压磁弹性介质处理为横观各向同性层状介质 ，得到 了采用状 态 变 量 表 示 的 多 层 压 电 压 磁 弹 性 介 质 在
６］ 王正中等 ［ 分析证实 Ｈ ａ ｎ ｋ ｅ ｌ变换空间中的解析解 ；
１ ５］ 尼假设 ［
。 目前的路面设计中 ， 路面实 际
寿命大都短于设计寿命 ， 这也启发人们从材料参数以 及结构设计的角度来思考新的路面设计分析方法 。 中国学者也开始普遍重视岩土类材料的横观各
４］ 将横 向同性特性对其力学性能的影响 。 张玉军等 ［
移动荷载作用下路面结构的动力响应
移动荷载作用下路面结构的动力响应移动荷载作用下路面结构的动力响应摘要现实情况中车辆总是以一定速度行驶在路面上的，因此研究沥青路面在车辆移动荷载作用下的动态响应是掌握路面结构行为的必要条件。
建立刚性基层沥青路面的三维有限元模型，分析移动荷载作用下路面结构的动力响应。
分析得出了荷载正下方不同深度处节点竖向剪应力he各结构层底弯拉应力的时间历程曲线。
结果表明，在移动荷载作用下，路面结构的动力响应具有明显的波动性质，与静荷载作用有明显区别。
绪论目前国内现有的道路设计方法通常将车辆荷载简化为双圆均布荷载静荷载，以双轮单轴BZZ-100(100kN)为标准轴载，以设计弯沉值作为路面整体刚度的控制指标，对沥青混凝土面层和基层、底基层进行层底弯拉应力的验算[1]，经过大量的使用实验证明，现有规范设计模型具有很大的局限性。
这是因为现实中车辆都是以一定的速度行驶在路面上，属于是移动荷载，路面结构在移动荷载作用下的力学响应与静力响应明显不同。
因此研究移动荷载作用下路面结构的动力响应更具有实际意义。
大量国内外学者对弹性层状体系在动荷载作用下的力学响应作了理论研究。
Siddharthan[2][3]结合弹性力学原理，建立层状体系动力学模型，研究了材料粘弹性对路面结构动力响应的影响。
Lv[4]采用Green函数、Laplace 积分变换和Fourier变换等方法求解出Kevlin地基上的无限大板在移动荷载作用下动态响应的数值求解。
钟阳、孙林[5]等利用Laplace-Hankel联合积分变换和传递矩阵相结合的方法推导出了轴对称半空间层状弹性体系动态反应的理论解，为进行路面结构的动态反应分析和路面材料参数的动态反算提供了一种行之有效的方法。
董泽蛟、曹丽萍[6]等采用ADINA建立了移动荷载作用下多层线弹性的三维沥青路面有限元分析模型，模拟分析了移动荷载作用下路面结构的三向应变动力响应。
鉴于理论解都涉及到较复杂的积分变换和无穷积分，最终只能采用数值方法求解。
车辆动荷载作用下路面结构动响应分析最后祥解
载重对沥青路面结构动力响应影响分析
1、载重对竖向位移响应影响
对于沥青路面层同一深度，载重的增加与沥青路面竖向位 移的增加呈正比例关系。
竖向位移随载重变化曲线
2、载重对垂直动应力的影响
垂直动应力随载重的变化曲线
沥青路面层4cm处垂直动应力随超载率的变化曲线
3、载重对动应变的影响
弹性应变和塑性应变是组成动应变的最主要的两个部分， 不同轮载作用，动应变将随之发生变化。由图可知，路面路 基的应变，随着荷载的增加，都在增加。
研究现状
现有的沥青路面结构设计理论中，通常采用 静态加载模式设计路面各结构层厚度。这种方法 适用于车速较低、车载较小的情况，但随着汽车 工业的快速发展，车辆的速度越来越快，重型汽 车也越来越多，因此研究行驶的车辆对路面产生 动荷载作用下路面结构的力学响应具有重要的理 论意义和潜在的应用前景。
路面平整度Leabharlann 连续式平整度仪3、单向位移累积值VBI
单向位移累积值VBI是车辆在路面上行驶时后轴与车厢之 间的单向位移累积的总和与行驶的路面总长度之比，测试车 辆在路面上行驶时与路面相互作用产生振动，引起车厢和车 轴的相对位移，这样就可以通过感应器测量出汽车在行驶一 段距离后相对位移的总和，进而得出VBI值，单位cm/km。
垂直动应力σz沿横向距离的变化规律
2、沥青路面各层动态响应的水平动应力
水平动应力时程曲线图
荷载作用下，沥青路面 响应主要有压应力和拉应 力，而且是交替变化着。 路面层产生压应力，在路 面层顶部有最大压应力， 而后随深度增加从上往下 逐渐减小，到达底基层时， 压应力趋于零，拉应力慢 慢增大，在基层与底基层 结合部拉应力达到较大值， 到达底基层底部时拉应力 最大。
(4)沥青路面结构处于三向受压状态，产生破坏主要原因是 层间存在大量的剪应力；沥青路面结构层底拉应力是引起疲劳 破坏的最主要因素，且最大水平和横向拉应力均发生在底基层 底部，因此，路面结构的疲劳破坏将沿着路面结构深度从底基
移动荷载作用下半刚性基层沥青路面动力响应
由于本文计算是基于弹性层状体 系 ， 以沿轮迹 带内各点的 所
变 化情 况大致相 同 ， 选取轮迹带重点进行 考察 。从 图 ３可 以看 出 当车辆驶 近计算点时 ， 路面弯沉逐渐减小 ， 驶离计算点时 ， 路面弯
由图 ５可见 ， 当车速为 １ ０ｋ ｎ ， ０ ｍＡ 时 路基 顶面压应变 已达到 １ １ ０ 一。美 国各州公 路工作 者协会 （ Ａ ＨＯ） ７ ×１ ｅ Ａ Ｓ 通过 环道试 验 调查 了路 面车辙破坏情况 ， 大量环 道试验车辙破 坏情况调查结 对 果表明 ， 面车辙 主要 是 由结构组 合层 的厚度 减小所 引起 的 ， 路 车 辙深度 的 ３ ％发生在面层 ，４ ２ ｌ ％发生在基层 ，５ ４ ％发生在底基 层 ， ９ ％发生在路 基。虽然 每次荷载作 用产生 的永久应 变量很小 ， 但 沉 逐渐恢 复 ， 这同弹性层状体系的假设是吻合的。
第３ ６卷 第 １ ５期 ２０ １ ０ 年 ５ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ’ 兀 『 １Ｅ ＲＩ
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ １ １３ ． ５
Ｍａ ． ２ １ ｙ ００
・２ ８１ ・
文 章 编号 ：０ ９６ ２ （０ ０ １—２ １０ １ ０ —８ ５ ２ １ ）５０ ８—２
对于 阻尼 的考虑 ， 文采 用 瑞 利阻 尼 法 ， ［ ＝ ［ ］ 本 即 ｃ］ Ｍ ＋ ［ ， 中， Ｋ］其 瑞利系数 ａ和 卢分别为与结构 固有频率 和阻尼 比有 关的 比例 常数 ， 实际中常采用经验公 式确定 。
口
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车辆荷载作用下沥青路面的动力响应研究
车辆荷载作用下沥青路面的动力响应研究作者：兰家泉来源：《西部交通科技》2023年第07期作者簡介：兰家泉（1989—），工程师，主要从事工程管理相关工作。
摘要：为研究车辆荷载作用下沥青路面的动力响应，文章基于离散元方法，利用PFC 3D 软件建立沥青路面的三维数值模型，分别施加静载、振动荷载和移动荷载，考虑车辆与路面之间的相互作用，对车辆与道路之间的相互作用进行模拟，得到主要结论：通过PFC 3D软件建立沥青路面几何模型，并通过单轴压缩试验结果进行细观参数标定，可得到符合实际情况的沥青路面离散元数值模型；沥青路面在静载和振动荷载作用下，位移随着颗粒与荷载作用面距离的增大而减小，不同深度垂向正应力随着路面深度的增加而减小；在移动荷载下，随着荷载逐渐向测点移动，沥青路面各个结构层垂向位移逐渐增大，随着深度的增加，垂向正应力逐渐减小，但应力响应时间延长。
关键词：沥青路面；离散元；车-路相互作用；动力响应中图分类号：U416.2170 引言近年来，随着我国交通工程的不断推进，高速公路的总里程数迅速增加，其覆盖范围得到了巨大的改善。
然而，高速公路建设中的问题也显露出来，例如道路的使用寿命较短。
因此，对工程质量提出了越来越高的要求。
沥青路面因其具有整体强度高、低振动、良好的稳定性等优点，得到了广泛应用。
但沥青路面的劣化问题随着高速公路里程的增加变得更加明显，导致高速公路常常无法达到预期的使用寿命。
沥青路面的劣化原因通常被认为是长期的车辆荷载与日照、降雨等外部环境因素的共同作用导致的[1]。
目前，国内外学者对沥青路面的力学响应特征研究、车路相互作用研究与宏细观结合多尺度研究都取得了较多的成果。
庄传仪[2]通过柔性基层足尺直道试验路以及野外实体工程生产试验路，进行结构模拟试验和长期性能观测，对沥青路面结构设计指标、参数等相关问题进行了研究，并提出了柔性基层沥青路面结构设计关键技术问题的解决方案。
李皓玉等[3]建立了路面的三维有限元模型，将车辆系统简化为二自由度四分之一汽车悬架，模拟移动车-路相互作用下路面各个结构层的动力响应。
移动荷载作用下沥青加铺层结构动力响应分析
维普资讯
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广 西 工学 院学 报
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第 １ ７卷
一 一 ＂ 导辎 重 』 ］
Ｋ ｈ 荷 载作 用 的时 间分 别 为 ０ ０ ７Ｓ ０ ０ ９Ｓ和 ０ ０ ６Ｓ， ｍ／ ． ． １ 、 ． ０ ． ０ 计算 时 间总 长度 为 １ｓ ．进行 动力 分 析 时采 用 完整 的 系统矩 阵计算 瞬 态响应 ￣ｌ求解 法 ， ｕｌ 瞬态 动荷 载激励 采用 矩形 波方 式进 行计 算 。 行动 力响 应分析 时 进
Ｊ ｎ． ０ ６ ｕ ｅ ２ ０
１ ０ ・ ４ ０ （ ０ ６ ０ — ０ ９０ ０ ４６ １ ２ ０ ） ２０ ０— ４
移 动 荷 载 作 用 下 沥 青 加铺 层 结构 动 力响 应分 析
杨 斌 陈拴 发。 王秉 纲。 ， ，
（．广 西 大 学 土 木 建 筑 工 程 学 院 ， １ 广西 南 宁 ５０ ０ ； ３ ０ ４ ２ ．长 安 大 学 特 殊 地 区公 路 工 程 教 育 部 重 点 实 验 室 ， 西 西 安 ７ ０ ６ ） 陕 １ ０ ４
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第 １ 卷 第 ２期 ７ ２０ ０ ６年 ６月
文章编号
广 西 工 学 院 学 报 Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ ＧＵＡ ＮＧＸ ｌ ＵＮＩ Ｒ Ｉ Ｆ ＴＥ Ｈ ＶＥ Ｓ ＴＹ Ｏ Ｃ ＮＯＬ Ｙ ｏＧ
Ｖｏ１ ７ Ｎ ｏ． ．Ｉ ２
速较低 的情 况下基 本 上是合 理 的 。然 而 ， 明显 的运 动荷 载作用 下 ， 在 静力荷 载模 式与 车辆行 驶过 程 中对 路 面
的实 际作用 之 间的差 异很 大 。 目前对 道路结 构 动力学 的研 究主要 有 两种方 法 ： 一为解 析法 ， 为有限元 法 。 二 解
半刚性基层沥青路面动力响应分析
Ｏ０Ｅ ．０删
一
１３ 路 面 结 构参 数 ．
５０Ｅｏ ｏ—６
一
计算模型采用我国典型的半刚性基层路面结构 ， 中、 上、
下 面层厚度分别为 ４ｅ ５ｅ ６ｃ ｍ、 ｍ、 ｍ，半 刚性 基层厚 ２ ｍ， ５ｃ 底 基 层 厚 ２ ｍ。 ５ｅ １４ 有 限 元模 型 ．
１０ Ｅ 。 ．ｏ－５ １５ Ｅ ０ ．０＿５
１ 计算模 型 １１ 行 车荷 载 的接 地 模 式 ． 将 １０ｋ 的双 圆均 布标 准 荷载 简化 为双矩 形均 布荷 ０ Ｎ 载， 荷载模 型如图 １ 所示 ， 地宽度 Ｂ＝１ ． ｍ， 接 ８ ６ｏ 接地长度 ￡ ＝１ ． ｍ， 载为 Ｐ＝１０ｋ 接地压力 Ｐ＝０７ＭＰ 。 ９ ２ｏ 轴 ０ Ｎ， ． ａ
面几何 曲线波长 ， 荷载时程曲线如 图 ２所示。
Ｐ
＼
量
最大弯沉值 见表 １ 。 表 １ 不 同行车速度下 的最大弯沉表
葡 薛 禧
Ｏ ｒ
时间 ／ ｓ
０
５． Ｅ ６ ｏｏ
ｏ５ ．
ｌ
Ｌ５ ．
２
时 ， ３ ． ４ 嘎ｓ ３ ５ ４ ． ５
图 ２ 荷 载 时 程 曲线
不同行 车速度下路 面弯沉 随时 间变化。不同行车 速度下 的
１２ 动 力 荷 载 模 型 ．
为研究方便 ， 本文采用采用 比较简单的半正弦波动荷载
来模拟实际车辆荷 载 ， 其表达式为 Ｐ ｔ ＝ ｓ （ ）其 中Ｐ （） ｉ ￡ ， ｎ ０ 为轮胎压力 ， 为振动 圆频率 ， ＝２ Ｖ Ｌ Ｖ为车 速 ， ￣ ／， ￡为路
。
面是 固定的 ；２ 模型顶面是 自由的 ；３ 模型侧 面是 限制其 （） （） 法线方 向位移及另外两个 方 向的转动 。图 ３为道路结构示 意 图。
多轴移动荷载作用下长大上坡沥青路面动力响应研究
关键 词 ： 道路工程 ； 沥青路 面 ； 移动荷载 ； 长大上坡 ； 动 力响应
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ １ ６ ． ２ １ ７ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ３— ６ ０ ５ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４—０ ０ １ ９— 多轴 重 载 车 辆 显著 增
运 营进 一步 检验 。
Ｂ ｒ ｉ ｅ ｆ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｒｕ ｂ ｂ ｅ ｒ Ａｓ ｐ ｈ ａ ｌ ｔ Ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｉ ｎ Ｌ ｉ ａ ｏ ｋ ａ ｉ Ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｗ ａ ｙ
下的长大上坡 沥青路 面动力学模 型 ， 深入分 析 了四轴 车作 用下长 大上坡 沥青路 面 的动力 响应规律 。研 究结果表 明： 多轴车作用下 ， 各动力响应参数存在明显的干 涉现 象； 水平力对面层 底部 纵向 弯拉应 变和纵向剪应 变有 明显 的 削弱作用； 面层底部横 向剪应 变对路 面的剪切 流动变形作 用较 大， 建议将 其作为 半刚性基 层 沥青路 面设计 的控制
的 出现效果 明显 。
辽 开 高 速 公 路 橡 胶 沥 青 混 凝 土 面 层 总 厚 度 为 ８ ． ５ ｃ ｍ， 虽然施 工 后 检 测 各 项 技 术 指 标 满 足 设 计 及 规 范要 求 ， 但 沥青 结构 层是 否偏 薄 ， 能否短 期 内出现 非 正 常车辙 、 坑槽 、 水侵害、 盐腐 蚀等 病害 ， 还需 通过
，
ｓ ｉ ｍ ｉ ｌ ａ ｒ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ．
Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ Ｒ ｕ ｂ ｂ ｅ ｒ ａ ｓ ｐ ｈ ａ ｈ；Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｍｉ ｘ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ；Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ；Ｐ ａ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ
移动荷载作用下沥青路面的动力响应分析
收 稿 日期 ： ２ ０ ． ８ ２ ． ０ ６ ０ ． ８
作 者 简 介 ：舒 富 民 （ ９ Ｉ ， 男 ，湖 南 益 阳人 ， 东南 大 学 硕 士 研 究 生 ， 专业 方 向 ：道 路 与 铁 道 工 程 。 Ｉ ８ 一）
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Ｉ Ｒｅ ａ ｃｈ ＴＳ ｓｅ ｒ Ｃｅ ｔｅ ｎ ｒ， Ｓｏ ｔｈ ａｓ Ｕｎｉ ｅ ｉ ｙ， ｕ ｅ ｔ ｖ ｒｓ ｔ
Ｎ ｎ ｉｇ ２０ ９ ａ ｊ ｎ １ ０ ６， Ｃ ｉ ａ ｈｎ
Ａｂｓ ｔｒａｃｔ： Ｓｏｍｅ ｄｅｆｉ ｅｎｃｉｅｓ ｅｘｉｓｔ ｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｓｐｈａｌｔ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｄｅＳｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄＳ ｗｉｔｈｏｕｔ ｔａｋｉｎｇ Ｃｉ ｉ
ｔ ｅ ｆ ｅ ｓ ｆ ｄ ａ Ｃ ｏａ ｉ ｔ ｃ ｏ ｎ ｈ ｅபைடு நூலகம்ｆ ｃｔ ｏ ｙｎ ｍｉ ｌ ｄ ｎ ｏ ａ ｃ ｕ ｔ． Ｉ ｔ ｉ ｐ ｒ ｈｅ ｈ ｅ — ｍ ｎｓ ｏｎ ｌ （ Ｄ ｆｉ ｉ ｅ ｎ ｈ ｐａ ｅ ｔ ｔ ｒ ｅ ｄｉ ｅ ｉ ａ Ｓ ３） ｎ ｔ
ｅ ｅ ｎ ｄ ａ Ｃ １ ｍｅ ｔ ｙｎ ｍｉ ｍｅ ｈ ｄ ｔ ｏ ｗａｓ ｄ ｐ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ — ｍ ｎＳ ｏ ａ （ Ｄ Ｓ ｍ ａ ｏｎ ｌ ａ ｏ ｔ ｄ ｎ ａ ｈｒ ｅ ｄｉ ｅ ｉ ｎ ｌ ３ ） ｉ ｕｌ ｔｉ ａ ｍｏ ｅ１ ｏ ｄ ｆ ｒ
ａｓ ａ ｔ ｐ ｖ ｍ ｎｔ ｕｎ ｅ ｈ ｏ ｎ ｏ ａｓ ｅ ｔ ｂｌ ｈ ｄ Ｓ ｍｅ ｍｅ ｈａ ｉ ａｌ ｒ ｐ ｎｓ ｆ ｐ ｖｅ ｅ ｔ ｐｈ ｌ ａ ｅ ｅ ｄ ｒ ｔ ｅ ｍ ｖｉ ｇ １ ａｄ ｗ ｓ ａ ｓ ｅ ． ｏ ｃ ｎ ｃ ｅｓ ｏ ｅ ｏ ａ ｍ ｎ ｉ
开题报告-动荷载作用下沥青路面动态响应
国外学者也对路面动力学进行过研究。如美国“战略公路研究计划”就有相当大的部分是研究路面动力学，欧洲经济发展与合作组织在这方面也做了大量的研究。现在路面动力学正成为公路科研领域国际学术界最热门的话题之一。在50年代到70年代初，对运动荷载问题的研究多集中在弹性半空间体的分析上，应用积分变换和复变函数中的解析函数理论，成功的得出了均与速度的点何在下的弹性体半空间体动力响应的理论解。但在其后很长一段时间内，对运动负荷的研究几乎停止。这一方面是因为在求解点何在下的弹性半空间动力响应的理论已经接近完美;另一方面是因为在求解负载结构的动力响应时，在数学及力学上都遇到了极大的障碍。
探究出目前在路面结构动力学的研究中，主要有2种思路:
(1)利用建立的车辆模型，直接计算轮胎的动态力，即车辆施加给路面的动载，然后利用动载系数将动载的影响转化为标准轴载作用次数的修正系数或路面的静力响应如应力、应变的修正系数，即反映在路面使用性能和寿命的评价预估模型中。借助这种思路，可分析参数对车辆动载的影响，继而对路面寿命的影响。
第五阶段：2008年5月21日——20088年5月31日——2008年6月7日完成论文整理材料准备答辩
指导教师意见及建议：
指导教师签名：
年月日
注：1、课题来源分为：国家重点、省部级重点、学校科研、校外协作、实验室建设和自选项目；课题类型分为：工程设计、专题研究、文献综述、综合实验。
路面力学理论是路面设计与计算的基础，它专门研究如何应用弹性力学、材料力学、粘弹性力学以及断裂力学等知识解算路面体系内的应力和位移并验算路面的结构强度。路面体系在结构上比较复杂，它往往是一个大面积的层状结构，支撑在无限的地基上，再加上材料的非弹性性质，在解算它的内力时会遇到很多
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反映了路面整体承载能力和使用 重要的力学指标 [10]， 状况的好坏。由图 2 可知，土基以上的各层在移动荷 载作用下的竖向位移时程曲线变化规律一致，其中， 沥青表面层位移值最大，为 0.66 mm，小于相应的静力 作用下的值 0.74 mm， 这符合文献[11]中所得到的结论； 随着深度的加大，位移值越来越小，土基顶面处为
时间/s 0.10 0.00 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 -0.10 -0.20 -0.30 -0.40 -0.50 面层表面 面层底部 基层底部 底基层底部
层表面和基层底部为受力最不利位置，下面变化车 速，分析其对各力学指标的影响规律。由图 7～9 可 以看出，随着车速的增加，路面结构沥青层表面的最 大竖向位移（弯沉） 、最大垂直压应力、最大剪应力 均逐渐减小，其中，最大竖向位移和最大垂直压应力 在速度较小时减少幅值较大，以最大垂直压应力为 例，在速度为 60 km/h 时，其值为 0.74 MPa；当速度 增加到 80 km/h 时，其值为 0.69 MPa，减少了 6％， 而速度从 80 km/h 增加到 100 km/h， 100 km/h 增加到 120 km/h，减少的幅值分别为 3％，2％。沥青层表面 的最大剪应力随车速增加而减小的幅值较小且幅值
4
不同速度下的沥青路面动力响应分析
经过对沥青路面各力学指标的响应分析， 得知面
下，各层内产生的水平应力都是相互交替变化的，既 有水平拉应力， 又有水平压应力， 容易产生疲劳破坏； 面层主要承受压应力， 最大值为 0.44 MPa， 小于静力 值 0.55 MPa。 由于受到与荷载移动方向一致的水平冲 击力的作用，最大拉应力出现在路表，其值为 69.67 kPa， 且出现在荷载离开计算点位约 0.01 s 的时 刻。基层和底基层主要承受拉应力。
0.05 0.00 -0.05 横向应力/MPa -0.10 -0.15 -0.20 -0.25 -0.30 -0.35 -0.40 -0.45
时间/s 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 最大剪应力/MPa
0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 时间/s 面层表面 面层底部 基层底部 底基层底部
式中：M，C，K 分别为结构整体的质量矩阵、 阻尼矩阵和刚度矩阵；u 为节点位移向量；F(t)为外 力等效移置到节点的等效节点力列阵。 求解阻尼矩阵时，本文采用瑞利阻尼假设：C = αM +βK。 其中 α， 为阻尼系数， β 采用经验公式确定：
α=
2ω1ω 2 (ξ1ω 2 − ξ 2ω1 ) 2(ξ1ω 2 − ξ 2ω1 ) ；β = ω 22－ω12 ω 22－ω12
承受压应力，最大横向压应力出现在路表，其值为 0.38 MPa，小于静力值 0.55 MPa；基层和底基层承受
3.2
垂直应力的响应分析 由图 3 可以看出，在竖直方向，路面结构的面层
拉应力，最大横向拉应力发生在基层底部，其值为 22.91 kPa。
92
移动荷载作用下沥青路面的动力响应分析
舒富民 等
表1 Tab.1
路面组成 面 层
路面结构及材料参数
Parameters of the pavement structure and the materials
层厚/cm 18 38 20 324 弹性模量 E/MPa 1 200 2 000 800 45 泊松比 υ 0.25 0.25 0.25 0.35 阻尼率/(％) 0.05 0.05 0.05 0.05 密度 ρ/(kg/m3) 2 600 2 300 1 900 1 900Z X Y Nhomakorabea1
动力学基本理论
根据 Hamiton 原理， 路面结构动力学的有限元动
图1 Fig.1
道路结构的模型
力方程可归结为 [7]：
Model of the road structure
Mu + Cu + Ku = F (t )
（1）
模型尺寸（x，y，z）为 3 m × 2 m × 4 m。x 轴为 道路纵向，y 轴为道路横向。道路纵向两断面 x 方向 位移被约束，道路横向两断面 y 方向位移被约束，底 面全部被约束。采用 8 节点等参单元进行网格划分， 荷载作用区域网格加密，远处逐渐变疏。荷载采用标 准轴载 BZZ-100，竖直均布压力为大小 0.7 MPa，水 平方向考虑 0.3 的冲击系数，大小为 0.21 MPa，方向 与荷载移动方向一致。 1 中显示力为竖直均布压力 图
水泥稳定碎石 二灰土 土 基
3
3.1
沥青路面动力响应结果分析
竖向位移的响应分析 竖向位移（弯沉）是我国沥青路面设计中的一个
主要承受压应力，当行车荷载接近计算点位时，出现 了很小的拉应力；最大压应力出现在路表，其值为 0.67 MPa，小于静力值 1.01 MPa。压应力随着深度的 增加，不断减小，且减小幅度比较大，到基层底部时 开始变小，直至土基时慢慢趋近于零。这说明路面的 功能主要是要降低土基的垂直压力， 保证路基不出现 不利的变形，有足够的承载力。
收稿日期：2006-08-28. 作者简介：舒富民（1981-） ，男，湖南益阳人，东南大学硕士研究生，专业方向：道路与铁道工程。
90
移动荷载作用下沥青路面的动力响应分析
舒富民 等
0
引
言
式中：ω1，ω 2 为前两阶自振频率，由 ADINA 中 的模态分析求得；1 ，2 按经验分别取值为 0.05， [8]。 ξ ξ 0.1
0.10
-0.00 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 -0.10 垂直应力/MPa -0.20 -0.30 -0.40 -0.50 -0.60 -0.70 面层表面 面层底部 基层底部 底基层底部
0.58 mm。由土基引起的弯沉约占路表弯沉的 88％， 所以，提高路基的压实度能有效的降低路表弯沉。
Abstract：Some deficiencies exist in current asphalt pavement design methods without taking the effects of dynamic load into account. In this paper the three-dimensional (3D) finite element dynamic method was adopted and a three-dimensional (3D) simulational model for asphalt pavement under the moving load was established. Some mechanical response of pavement induced by moving load was analyzed. Finally，the mechanical regularity impacted by vehicle speed was compared. The results show that，with the increasing of the vehicle speed， the maximum value of dynamic response become smaller. Key words：Asphalt pavement，three-dimensional (3D) finite element，moving load，dynamic response
面层表面 面层底部 基层底部 底基层底部
图4 Fig.4
横向应力的时程曲线 Fig.6
图6
最大剪应力的时程曲线
Time-history curve of the transversal stress
Time-history curve of the maximum shear stress
3.4
水平应力的响应分析 路面各结构层在移动荷载作用 由图 5 可以看出，
交通运输工程与信息学报
第5卷
第3期
2007 年 9 月
Journal of Transportation Engineering and Information
No.3 Vo1.5 Sept.2007
移动荷载作用下 沥青路面的动力响应分析
舒富民 钱振东
东南大学，智能运输系统研究中心，南京 210096
我国现行的《公路沥青路面设计规范》采用双圆 垂直均布荷载作用下的多层弹性体系理论， 这种设计 方法在一定程度上反映了路面的应力应变变化规律， 但是与现实的路面受力状况相差甚远，主要表现在： 规范中将荷载假定为静载， 这在早期道路上行车速度 较慢的情况下是合理的，但是，随着高速公路和汽车 工业的发展，行驶在高速公路上都是时速在 80 km/h 以上的汽车，这时用静载代替动载产生的误差将很大
。动载 包括 荷载大 小的 改变和 荷载 作用位 置的 变
化，这是一个非常复杂的过程。在国内，许多学者都 针对 FWD 动荷载作用下的沥青路面动力响应做了深 入研究，取得了很多有益的成果 [2]-[4]。此外，刘大维
[5] [6]
还研究了车辆行驶速度对路面损伤的影响。张洪亮 对竖向 移动 荷载作 用下 柔性路 面的 动力响 应做 了
Analysis on the Dynamic Response of Asphalt Pavement under Moving Load
SHU Fu-min QIAN Zhen-dong
ITS Research Center，Southeast University， Nanjing 210096，China