横观各向同性黏弹性沥青路面动力响应解析解

来源：中国血液净化杂志2020年第10期北京时间：

作者：马宪永, 全蔚闻, 董泽蛟

单位：哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150090"],"fundList_en":["National Key R & D Program of China (2018YFB1600100); National Natural Science Foundation of China (51878228)

摘要：主要推导三向移动荷载作用下考虑复杂层间接触状态的横观各向同性黏弹性沥青路面动力响应解析解。首先，从直角坐标系下横观各向同性黏弹性多层体系动力学问题的基本方程出发，借助相对坐标变换和Fourier变换，推导单层沿深度方向的波数域状态向量传递矩阵；其次，基于波传递方法，构造层顶下行波和层底上行波向量，以消除传递矩阵中的正指数项，保证数值计算的稳定性；而后，基于Goodman模型表征的层间接触条件，建立相邻层上、下行波向量的递归关系，并结合荷载和边界条件，对多层体系各层上、下行波向量进行求解；最后，通过Fourier逆变换和相对坐标逆变换，得到沥青路面任意坐标和时刻下的动力响应解析解，并编制数值计算程序。通过ABAQUS有限元模拟，验证了解析解的准确性，且证明了解析解的计算效率远优于有限元模拟；综合分析荷载、材料、层间接触对沥青路面动力响应的影响，可以发现：水平向荷载与路表剪应力关联性强，是导致路面Top-down开裂的重要因素；层间接触条件和横观各向同性均对面层底部水平向应变影响显著，且这2个因素之间存在耦合效应，建议在路面疲劳寿命分析中予以充分考虑。研究得到的解析解可为真实沥青路面力学行为研究提供高效准确的分析工具。

关键词：道路工程,解析解,波传递,沥青路面,移动荷载,横观各向同性,层间接触

基金资助：国家重点研发计划项目（2018YFB1600100）；国家自然科学基金项目（51878228）