基于温度与荷载实际耦合的沥青路面车辙预估

为了研究在路面温度场与实际交通荷载分布下的车辙发展规律,分析温度与荷载实际耦合作用对沥青路面车辙的影响,建立不同月份下的车辙预估公式,并通过室内试验分析温度对不同类型沥青混合料的车辙影响程度。利用ABAQUS有限元软件,建立了路面结构不同时间与深度处的温度场,同时考虑交通荷载随时间分布的特性,计算得到1d内不同时段轴载累积作用次数及时间分布比例,以确定各温度场下典型月份的车辙临界温度及年车辙临界温度。根据车辙与平均气温的关系式计算得到各月份平均温度与20℃平均温度下的车辙比,进行公式修正及换算后,得到不同月份下考虑路面温度与荷载实际耦合作用的车辙预估公式。研究结果表明:利用马歇尔方法得到沥青混合料动稳定度在60℃时突降,降低率高达50%,旋转试验机方法(GTM)得到的沥青混合料动稳定度最大降低率出现在70℃时,约为50%,高温对车辙的影响较大;12月、4月、8月份的车辙临界温度分别为16℃、22℃、33℃,路面的年车辙临界温度为30℃,且当路面温度低于临界温度时产生的车辙对总车辙的贡献率分别为10%、3.3%、1.5%;车辙RD与平均气温T的相关关系式为RD=0.122T2-3.344T+24.888,以及平均温度为20℃时的车辙RD20与荷载作用次数N的拟合公式为RD20=0.485 6 N0.188 9。