[发明专利]一种由温度变化引起的沥青路面疲劳开裂破坏的评价方法

权利要求书

1.一种由温度变化引起的沥青路面疲劳开裂破坏的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、构建以载荷为特征的轮胎模型；

所述轮胎模型在轮胎路面接触区域上被划分为五个区域轮胎主体，五个所述区域轮胎主体的垂向轮胎力呈对称分布；所述五个区域轮胎主体的垂向轮胎力的幅值分别记为P1、P2、P3、P2、P1；P1、P2、P3之间的大小关系满足：P1＜P2＜P3；

步骤2、构建沥青路面结构模型；所述沥青路面结构模型包括沥青面层；

步骤3、获取沥青面层的表面的温度、沥青面层的底部的温度，构建沥青材料回弹模量与温度的非线性模型；根据所述沥青材料回弹模量与温度的非线性模型获取沥青面层的回弹模量的非线性分布信息；

所述沥青材料回弹模量与温度的非线性模型表示为：

式中，T_Z是沥青面层深度为z时的温度，单位为℃；T_s是沥青面层的表面的温度，单位为℃；T_b是沥青面层的底部的温度，单位为℃；D是沥青面层的总深度，单位为mm；E₂₅是25℃沥青材料的回弹模量，单位为MPa；E_T是温度为T时的回弹模量，单位为MPa；

步骤4、通过ABAQUS分析计算，获取位于载荷区中心位置处的沥青面层的底部的横向拉应变值、纵向拉应变值；

步骤5、比较所述横向拉应变值、所述纵向拉应变值的大小，选择较大值作为沥青面层的底部的拉应变值；

步骤6、根据所述沥青面层的底部的拉应变值、沥青面层的底部的回弹模量，构建沥青路面的疲劳开裂破坏模型，根据所述沥青路面的疲劳开裂破坏模型对沥青路面疲劳开裂破坏情况进行评价。

2.根据权利要求1所述的由温度变化引起的沥青路面疲劳开裂破坏的评价方法，其特征在于，所述步骤2中，所述沥青路面结构模型从上至下依次为所述沥青面层、基层、底基层、土基；所述沥青面层的载荷区被施加垂向轮胎力；所述沥青面层沿深度方向具有变化的温度梯度。

3.根据权利要求1所述的由温度变化引起的沥青路面疲劳开裂破坏的评价方法，其特征在于，所述步骤4中，采用ABAQUS关于材料的用户子程序UMAT实现沥青面层的回弹模量的非线性分布。

4.根据权利要求1所述的由温度变化引起的沥青路面疲劳开裂破坏的评价方法，其特征在于，所述步骤4中，采用ABAQUS的子程序DLOAD实现载荷区的垂向轮胎力的快速移动。

5.根据权利要求1所述的由温度变化引起的沥青路面疲劳开裂破坏的评价方法，其特征在于，所述步骤4中，采用隐式动力学分析确保ABAQUS计算时的效率以及收敛性。

6.根据权利要求1所述的由温度变化引起的沥青路面疲劳开裂破坏的评价方法，其特征在于，所述步骤6中，所述沥青路面的疲劳开裂破坏模型表示为：

N_f＝1.135×10^-3×10^M×(ε_t)^-3.291(E)^-0.854

式中，N_f是产生疲劳开裂的载荷作用次数；ε_t是沥青面层的底部的拉应变值；E是沥青面层的底部的回弹模量，单位为MPa；V_b是沥青的体积百分比；V_a是沥青混合料孔隙率；M是调整值。

7.根据权利要求6所述的由温度变化引起的沥青路面疲劳开裂破坏的评价方法，其特征在于，所述步骤6中，根据产生疲劳开裂的载荷作用次数对沥青路面疲劳开裂破坏情况进行评价。