沥青路面力学响应分析与计算效率优化

发布时间：2023-04-11 00:46

　　沥青路面结构内部的各项力学响应在沥青路面设计和性能评价中起着至关重要的作用。主流的线黏弹性分析方法通过施加弹性-黏弹性对应原理能够获得沥青力学响应的在频域内的解析解,然而为了确定时域内的沥青路面力学响应的时程曲线需要进行大量多层体系一般解求解和拉普拉斯逆变换的数值运算。这就使得黏弹性分析方法的分析过程需要耗费大量的计算时间与计算机存储资源,本论文主要对沥青路面的力学响应的计算方法进行了研究,并尝试采用准弹性方法加快计算黏弹性路面力学响应的分析过程。本文首先回顾了沥青路面力学分析中常使用的弹性分析方法,并分别通过位移函数法和整体矩阵得到了弹性一般解和均布荷载下路面力学响应的计算方法。随后通过弹性-黏弹对应原理和Talbot逆变换方法确定了多层黏弹体系一般解和时域内力学响应的计算方法。其次,在本研究中使用Schapery准弹性方法,尝试优化沥青路面分析的计算效率。研究发现准弹性方法作为沥青路面黏弹性分析的一种近似方法,将层状黏弹性介质在任意时刻的单位响应可近似为用相应时刻的松弛模量作为弹性模量计算的弹性响应。由此,该方法通过近似原理避开了占用大量计算耗时的拉普拉斯数值逆变换,进而能够有效减...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 问题的提出
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 沥青路面力学分析方法研究现状
        1.2.2 沥青路面分析计算效率研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究技术路线
2 轴对称空间问题下的多层弹性体系一般解
    2.1 多层弹性体系理论
        2.1.1 弹性多层体系一般解
        2.1.2 圆形均布荷载下的响应结果
    2.2 通过连续条件与边界条件求解应力方程
    2.3 本章小结
3 轴对称空间问题下的多层黏弹性体系一般解
    3.1 弹性-黏弹对应原理
    3.2 黏弹性路面模型
    3.3 坐标系变换
    3.4 线性黏弹性材料的荷载叠加
    3.5 沥青结构层的黏弹性表征
        3.5.1 复数模量
        3.5.2 沥青混合料复数模量实验
        3.5.3 确定复数模量模型参数
    3.6 本章小结
4 黏弹性分析的计算效率优化
    4.1 黏弹单位响应方程的数值计算
    4.2 传统方法:Laplace数值逆变换求解黏弹单位响应方程
    4.3 Schapery准弹性法
    4.4 本章小结
5 力学响应分析结果对比与验证
    5.1 黏弹性材料参数与定解条件
        5.1.1 混合料实验参数
        5.1.2 复数模量参数确定
        5.1.3 松弛模量的参数确定
        5.1.4 松弛模量与复数模量一致性检验
    5.2 动态荷载表征
    5.3 计算程序校核
        5.3.1 弹性分析计算程序校核
        5.3.2 黏弹性分析计算程序校核
    5.4 力学响应结果准确性验证
        5.4.1 粒料基层沥青路面响应分析结果
        5.4.2 水泥稳定碎石的沥青路面力学响应分析
    5.5 计算效率对比分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3789022