[发明专利]车辆-温度荷载耦合作用下半柔性路面细观力学分析方法

摘要

本发明是一种车辆‑温度荷载耦合作用下半柔性路面细观力学分析方法，属于路面材料研究技术领域，解决目前半柔性路面细观力学分析存在的荷载类型单一、计算结果片面、准确性较差等问题。本发明首先通过室内试验得到半柔性路面不同温度下材料参数，通过拟合得到各参数的温度相关函数；其次，建立半柔性路面二维模型，对模型中各组成材料分别赋予热工参数；然后，使用FISH语言编写程序，在计算过程中的每一步实时随材料温度变化更新由拟合函数获得的各组成材料力学参数；最后，模拟车辆荷载加载，监测车辆‑温度荷载耦合作用下半柔性路面的细观力学响应情况。本发明在其它路面类型多场耦合作用细观力学研究也能发挥作用，为了解强度形成机理提供依据。

主权项

1.车辆-温度荷载耦合作用下半柔性路面细观力学分析方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：/n(1)通过室内试验获取不同温度下半柔性路面各组成材料参数，并转化为细观参数后，在数值分析软件中拟合为温度与材料参数的相关函数，其中材料参数包括沥青材料伯格斯模型元件参数及材料界面粘结参数；/n(2)在离散元软件中建立半柔性路面二维模型，集料与水泥砂浆定义为模拟过程中不会破裂的块体，沥青胶浆使用独立的圆盘表示，这三种材料在模型中紧密联系，使各组成材料的颗粒排布均匀；/n(3)分别测得半柔性路面各组成材料的热容、导热系数、热膨胀系数，并在离散元软件中对模型中各组成材料分别赋予测得的热容、导热系数、热膨胀系数，根据路面实际使用最高温度赋予半柔性路面离散元模型表层初始温度；/n(4)使用软件内置FISH语言编写程序，控制在模拟计算过程中的每一时间步，提取半柔性路面二维模型中每一个划分单元的温度，并根据步骤(1)拟合的温度与材料参数的相关函数对材料赋予力学参数，实现半柔性路面的二维模型力学参数随温度场变化而变化；/n(5)通过伺服机制在半柔性路面离散元模型上施加模拟车辆荷载，控制车辆轴载大小稳定在误差不超过5％的范围之内，模拟车辆加载作用时间、间歇与实际车轮荷载作用时间、间歇一致；/n(6)在车辆荷载作用中心下方及外侧一定距离处布设测点，记录模拟车辆-温度荷载耦合作用下半柔性路面温度场分布、应力、位移变化情况，评价其细观受力状态，提出控制性指标和标准，指导半柔性路面设计，减少半柔性路面开裂。/n