基于COMSOL流-固耦合分析的沥青路面结构动水压力研究

为了解不同饱和度沥青路面结构在荷载作用下的动水压力差异性,借助COMSOL有限元软件,建立动荷载作用下的路面有限元模型,研究不同沥青路面结构的孔隙水压力及竖向压应力变化规律,并通过正交试验探究不同参数对单层排水沥青路面孔隙水压力的影响。研究结果表明:密级配沥青路面孔隙水压力远大于排水沥青路面;随着排水层数的增加,孔隙水压力减小,对应的竖向压应力增加;云图显示,渗透系数的不同,使密级配沥青路面的孔隙水压力在竖向的影响显著,而单层排水沥青路面的孔隙水压力在水平方向影响较大。由正交试验结果可知,单层排水沥青路面孔隙水压力的各参数敏感性由大到小依次为渗透系数、轮载峰值、车速。

沥青混合料松弛模量数值转换方法比较

为了有效获取沥青混合料的松弛模量,比较了分别由动态模量和蠕变柔量得到松弛模量的数值转换方法,研究了沥青混合料线性黏弹性参数的转换原理;对同种沥青混合料分别进行了动态模量和蠕变柔量测试,拟合了试验数据主曲线,获得了松弛模量函数,分析了2种数值转换法存在差异的可能原因;考虑了不同Maxwell单元数对松弛模量计算结果的影响,比较了不同沥青混合料的松弛模量,验证了2种方法对不同沥青混合料的适用性。研究结果表明:表征沥青混合料松弛模量的Maxwell单元数越少,其主曲线波动越大,当单元数大于11时,主曲线间差异小于5.26%,建议选择11个单元左右以提高计算效率;由动态模量和蠕变柔量转换得到的松弛模量符合材料的基本松弛特性,2条松弛模量主曲线重合度较高,且相关系数大于0.99;对于不同的沥青混合料,2种转换方法同样适用,在线性黏弹性范围内,二者的差异主要出现在较低时间区域(10^-8~10^-4 s),建议实际应用中采用2种方法的平均值以减少同种试验误差的干扰;添加温拌剂在一定程度上会降低沥青混合料的松弛模量,相比于普通热拌沥青混合料,添加发泡温拌剂和Evotherm温拌剂的沥青混合料松弛模量分别降低了14.69%和13.61%,从对松弛模量的影响程度来看,2种温拌剂的使用效果相当。