隨著公路交通量增加和重載車輛增多，瀝青路面車轍損害現(xiàn)象越來越突出，嚴重影響路面行車的安全性和舒適性，防治車轍問題已成為迫切需要解決的問題。高模量瀝青混凝土(HMAC)作為一種新型路面材料，具有模量高、抗車轍性能好、對低溫開裂及溫度疲勞開裂敏感性不強等優(yōu)點，對于提高路面抗車轍能力非常有效。本文利用通用有限元軟件ANSYS，對設置高模量瀝青混凝土層的半剛性基層瀝青路面的荷載響應進行數(shù)值分析，為高模量瀝青混凝土在瀝青路面中的應用提供理論依據(jù)。
論文首先根據(jù)彈性層狀理論體系，建立了瀝青路面三維有限元模型，通過分析高模量瀝青混凝土設置在不同結(jié)構(gòu)層位的力學響應，確定出高模量瀝青混凝土的設置層位。
進一步分析了高模量瀝青混凝土模量大小及其設置后各面層厚度和軸載等變化對路面結(jié)構(gòu)應力、應變和彎沉的影響。結(jié)果表明高模量瀝青混凝土可顯著抑制車轍的產(chǎn)生，并推薦出其合理的模量范圍。其次，在合理假定和簡化基礎上，基于粘彈性理論，建立了瀝青路面車轍數(shù)值計算模型。對高模量瀝青混凝土進行蠕變和抗壓回彈模量試驗，通過數(shù)據(jù)處理及回歸分析，得出不同外加劑摻量下的高模量瀝青混凝土在不同溫度下的材料模型和參數(shù)。據(jù)此進行數(shù)值模擬，分析了溫度、軸載、荷載作用次數(shù)、外加劑摻量和面層厚度等因素對車轍的影響，并擬合得到車轍的計算公式。最后結(jié)合瀝青路面車轍形成特點，通過對剪應力和永久變形的計算分析，提出在現(xiàn)行瀝青路面結(jié)構(gòu)設計方法中增加剪應力和車轍深度設計指標的建議。
