文档介绍：南华大学
硕士学位论文
基于ABAQUS软件的沥青路面结构非线性分析
姓名:叶勇
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:伍衡山
20070501
摘要
沥青混合料是典型的粘弹性材料,在重载作用下还会表现出一定的塑性。但
在以往的沥青路面结构分析时,只将其看作完全弹性来考虑,或即使考虑其粘塑
性,也未能深入研究。沥青混合料的这种非线性在路面结构分析中未能很好地反
映出来。对半刚性沥青路面的面层结构进行粘弹性分析,特别是对柔性基层沥青
路面的整体结构进行粘弹性分析,能清楚地了解这种国际通用的路面结构性能,
具有非常重要的工程意义。
本文分别对半刚性基层结构的面层和柔性基层结构的整个结构层进行非线
性分析,基于弹性力学、塑性力学、粘弹性力学以及非线性方程的迭代求解方法,
利用有限元软件 ABAQUS 的强大非线性分析功能,比较深入的研究了沥青路面结
构的非线性。
首先,考虑半刚性基层沥青路面的面层的粘弹塑性,其他各层为弹性,在单次
静载下的沥青路面的工作性能。得出了在静载的作用下,弯沉主要表现在面层,
半刚性基层的对弯沉量的贡献很小;沥青混合料的沥青含量越大,粘性表现得越
显著;沥青混合料具有时间性,在短时间和长时间的作用下的力学相应不同,随
着时间的增长,粘性指标趋于稳定。
其次,考虑在车辆动荷载作用下的路面工作性能。在动荷载作用下,各力学
指标的大小也表现出波动性,总体趋向于某一稳定值。
最后,对沥青路面的面层、基层、底基层考虑粘弹塑性,对路基考虑弹塑性,
全面考虑路面结构的非线性。这些分析是面向柔性基层沥青路面来分析的,并得
出这种基层路面的一些结果:由于面层和基层材料结构的相似性(柔性),沥青
稳定碎石基层沥青路面结构受力合理、传力路线明确、变形相互协调;沥青稳定
碎石基层同沥青面层一起构成全厚式沥青面层,整体性能提高。
文章最后在各种分析结果的基础上,首次在国内总结提出了评价沥青路面结
构的工作性能的评价指标: 路面性能协调因子β,此指标能充分反映柔性基层的
这种结构优良工作性能,对提高我有很好的指导意义。

关键词: 沥青路面结构;粘弹塑性;非线性分析;柔性基层;路面性能协调因
子β
i
Study on Nonlinear Asphalt Pavement Based on ABAQUS
Abstract
Asphalt mixture is typical of viscoelastic materials, and will show some plastic
Characteristic under the heavy load. In the past, asphalt pavement structure was
regarded plete flexibility;even if its viscoplastic was regarded, this analysis
does not reflect the nonlinear characteristics. The visco-elastic analysis of the
semi-rigid asphalt road surface structure, in particular the flexible base asphalt
pavement for the overall structure of viscoelastic analysis, have a clear understanding
of this international generic pavement performance and have important engineering
significance.
In this paper, the surface of the semi-rigid base layer structure and the whole
layer of the flexible base layer structure were regarded as nonlinear structure,based on
the elasticity, plasticity, viscoelasticity and nonlinear equations, the iterative method,
used ABAQUS finite element software powerful nonlinear analysis functions.