粒料层当量模量求解新方法——以粒料基层沥青路面为例
来源：中国血液净化杂志2023年第2期北京时间：
作者：黄优, 王帅, 刘朝晖, 张允宝, 柳力
单位：1. 长沙理工大学 道路灾变防治及交通安全教育部工程研究中心, 湖南长沙 410114;2. 长沙理工大学 交通运输工程学院, 湖南 长沙 410114;3. 湖南省 交通运输厅, 湖南 长沙 410116"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (52008044,52278437); Natural Science Foundation of Hunan Province (2022JJ40479); Excellent Youth Project by Department of Education of Hunan Province (21B0296); Science and Technology Innovation Project by Department of Transportation of Hunan Province (202236); Open Fund of Engineering Research Center of Catastrophic Prophylaxis and Treatment of Road & Traffic Safety of Ministry of Education (Changsha University of Science & Technology) (kfj210401)
摘要：为了给沥青路面合理设计提供参考，围绕粒料的非线性特性对粒料层当量模量展开研究。基于Uzan三参数模型编制材料子程序，并引入Cary&Zapata模型对粒料回弹模量进行湿度调整；利用有限元方法开展不同温湿度组合下的沥青路面非线性结构计算；自主开发迭代反演算法，提出基于关键结构响应（沥青层底最大拉应变等效）的粒料层当量模量求解新方法，并结合当前基于路表弯沉的结构层反算模量进行比较分析。结果表明：①由于粒料的非线性，路表弯沉等效并不意味着内部关键结构响应等效，采用基于路表弯沉的线弹性模量反算体系对具有明显非线性的粒料层模量进行求解，存在不合理性；②自主开发的基于关键结构响应等效的粒料层当量模量求解方法快速稳定，沥青面层底部最大拉应变的相对误差可控制在1%之内；③以层状弹性体系为理论基础的沥青路面设计方法忽略了粒料层的非线性，造成荷载传力路径与真实情况存在偏差，使得实际弯沉（非线性）大于计算弯沉（线弹性），从理论上论证了中国当前“柔性基层沥青路面弯沉验收难以通过”的现实困境；④基于关键结构响应的当量模量与当前基于路表弯沉的反算模量之间存在良好的相关性，提出了二者的转换模型<i>E</i><sub>eq</sub>=<i>a</i>*<i>E<sup>b</sup></i>，后续将进一步探讨2种模量之间的协调与统一。研究可为完善沥青路面设计理论与粒料的推广应用提供参考。
关键词：道路工程,粒料层,有限元方法,当量模量,关键结构响应,非线性
基金资助：国家自然科学基金项目（52008044，52278437）；湖南省自然科学基金项目（2022JJ40479）；湖南省教育厅自然科学基金优秀青年基金项目（21B0296）；湖南省交通运输厅科技进步与创新项目（202236）；长沙理工大学道路灾变防治及交通安全教育部工程研究中心开放基金项目（kfj210401）
