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沥青路面力学响应分析及其研究方法综述发布时间：2022-07-11T02:28:48.391Z 来源：《工程管理前沿》2022年5期3月作者：黄勇维[导读] 沥青路面具有比较复杂的力学特性，为了研究沥青路面的破坏机理以及路面应力应变变化规律，黄勇维重庆交通大学土木工程学院重庆 400074摘要：沥青路面具有比较复杂的力学特性，为了研究沥青路面的破坏机理以及路面应力应变变化规律，本文系统阐述了荷载、温度、路面结构类型以及层间接触状态对沥青路面结构力学的响应机理。
并且鉴于以往对路面进行力学研究不能够准确、真实、细致的反映其力学行为的问题，本文简述了对沥青路面细观力学行为的研究，使沥青路面力学的研究能够宏、细观相结合。
研究发现，细观力学分析能对内部材料变化进行量化处理，全面分析沥青路面力学响应，对改善路面性能有重要意义。
关键词：路面力学响应；荷载；温度；层间接触状态；细观力学研究0 引言我国沥青路面损坏影响因素主要有材料、荷载和温度。
因此，解决沥青路面这些问题，就要从因素出发，有必要对沥青路面力学响应因素进行分析研究。
沥青路面长期处于不同的自然环境中，并非单一不利因素影响沥青路面，在恶劣的气候条件和车辆荷载共同作用下，沥青路面材料内部逐步发生变化，路面出现宏观的损坏现象。
以往对路面进行力学研究，通常将沥青路面通过假设条件进行了不同程度的简化，与实际情况存在差别，不能够准确、真实、细致的反映其力学行为，因此，有必要对沥青路面细观力学行为进行研究，达到宏、细观相结合的目的，全面分析沥青路面力学响应，对改善路面性能有重要意义。
1沥青路面力学响应分析综述沥青路面是多层路面结构，具有比较复杂的力学特性。
国内外大量研究表明，对沥青路面力学响应有显著影响的因素主要有荷载、温度、路面结构类型和层间接触状态等。
研究不同因素影响下的路面力学响应，可以为更科学合理的路面设计方案提供必要的参考。
1.1荷载在沥青路面的力学性能分析时，通常把轮胎与路面的接触面作为路面受力分析的影响区域。
温度与应力耦合场对沥青路面的影响摘要：新形势下，沥青混凝土路面在道路结构中，会完全暴露在当下的自然环境当中，需要承担车辆荷载的主要作用和价值。
沥青混凝土路面结构中，不管是力学性能，还是对应的疲劳特性，都需要结合实际，思考车辆的荷载能力和对应的温度变化。
荷载应力是影响路面疲劳的主要因素，温度应力也属于不可忽视的内容之一。
路面结构温度应力和行车荷载的双重作用下，探究了沥青路面的疲劳机理，降低反复作用中疲劳损伤的问题出现。
关键词:温度与应力;沥青路面;影响一、引言随着公路事业的进一步发展，沥青混凝土路面中早期疲劳破坏问题便是其中之一。
就荷载的方向而言，对路面影响最大的是垂直静荷载和冲击荷载。
在实践的历程中，沥青路面在大气或者是太阳的照射下，路表的温度较高，在反复的变化下，温度以传导的方式，形成温度阶度[1]。
一般的情况下，沥青混合料会受到温度的影响。
虽然沥青混合料具有很高的抗压强度，可是长期下去，还会存在抵抗变形的能力下降的问题。
一旦沥青路面内部存在稍微的缺陷或疲劳损伤累积，就会在行车荷载和温度应力的基础上，带来负面的影响。
此时，就需要立足实际，结合影响，探究预沥青混凝土路面的疲劳寿命。
二、温度与应力耦合场对沥青路面的影响（一）道路结构的受力状态影响根据沥青路面温度应力和时间的关系中，主要可以分为常温度应力和非定常温度应力这两个部分。
对沥青路面的温度应力进行实测是非常困难的，一般需要在实验中，分析路面的温度和材、结构，找到温度和应力和众多因素之间的关联性。
土是一个多相的粘、弹、塑性体，会受到水和时间的影响较大，但是温度的变化对其的影响偏低。
沥青面层材料在使用的时候，一般的情况下，十分容易受到温度和时间的变化影响。
路面的结构中，需要使用的不同的材料，结合复杂的体系，落实非线性的问题。
不管是温度的变化，还是材料的特性，结构的组成等，都需要将理论和实践结合起来，探究复杂的问题。
从本质上看，道路结构不仅会受到车辆荷载的影响，还会受到外部温度和辐射等因素的影响，只有在大家共同的作用下，才可以满足自然环境的发展需求[2]。
沥青路面材料的力学特性与温度稳定性
一、沥青混合料的强度特性
沥青混合料的强度特性随温度变化巨大，高温时，混合料的强度特性接近粒料，低温时接近整体性材料。
常温下，沥青与矿料之间粘结力（自由沥青和结构沥青）、矿料之间的内摩阻角决定混合料的强度。
通常我们关心沥青混合料的抗剪强度和抗拉、抗弯拉强度。
二、沥青混合料的应力－应变特性
沥青混合料是一种弹性－粘塑性材料，有时主要呈现为弹性性质，有时则主要呈粘塑性性质。
而大多数情况下，几乎同时综合呈现上述性质。
呈现何种性质与荷载作用时间和沥青粘滞度（温度）相关。
其应力——应变关系要考虑以上两种情况，以劲度模量表征。
三．沥青混合料的疲劳特性
影响沥青混合料疲劳特性的因素：材料的性质（种类、组成等）、环境因素（温度、湿度等）、加荷方式、沥青混合料的劲度（矿料级配、沥青种类和用量、混合料的压实程度和空隙率、试验的温度、加荷速度和应力级等）
疲劳极限：低温、常温时表现为疲劳断裂，高温时表现为塑性变形累计，无明显疲劳极限。
四、沥青混合料的低温抗裂性。
沥青路面温度场分析及控制技术研究一、研究背景沥青路面是目前城市道路建设中广泛使用的路面材料。
随着城市化进程的加快和交通量的不断增加，沥青路面的温度问题越来越受到关注。
高温会导致沥青路面软化和龟裂，严重影响道路使用寿命和行车安全。
因此，研究沥青路面温度场分析及控制技术是当前道路建设领域的重要问题。
二、沥青路面温度场分析1. 沥青路面温度场形成机理沥青路面温度场的形成是由多种因素综合作用的结果。
在太阳辐射作用下，路面吸收能量，产生热量，导致路面温度升高。
同时，地下水位、土层和路面下面的热传导也会影响路面温度。
此外，雨、雪、风等天气条件也会对路面温度产生影响。
2. 沥青路面温度场分析方法目前，常用的沥青路面温度场分析方法有数值模拟方法和实测方法。
数值模拟方法主要采用有限元分析、有限差分法等数学模型，对沥青路面温度场进行模拟和分析。
实测方法主要采用温度计、红外线热像仪等设备对路面温度进行实测，然后进行数据分析和处理。
三、沥青路面温度控制技术1. 沥青路面温度控制方法当前，常用的沥青路面温度控制方法主要包括防水措施、白色涂料、降温剂和地下水利用等。
防水措施主要是通过在路面上铺设防水层或涂刷防水涂料等方式，减少路面温度的升高。
白色涂料主要是采用具有反射性能的涂料，将部分太阳辐射反射回去，减少路面吸收能量的量。
降温剂主要是通过在路面上喷洒降温剂，将路面温度降低。
地下水利用主要是利用地下水进行降温，将地下水引入路面下方，通过热传导降低路面温度。
2. 沥青路面温度控制技术的优缺点防水措施和白色涂料的优点是对路面温度控制效果显著，但成本较高。
降温剂的优点是成本较低，但需要频繁喷洒，对环境也有一定影响。
地下水利用的优点是技术成熟，对环境影响较小，但需要考虑地下水资源的可持续利用。
四、结论当前，沥青路面温度场分析及控制技术已经成为道路建设领域的重要问题。
通过数值模拟和实测方法对沥青路面温度场进行分析，可以为温度控制提供科学依据。
总第３１５期交 通 科 技ＳｅｒｉａｌＮｏ．３１５ ２０２２第６期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．６Ｄｅｃ．２０２２ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１ ７５７０．２０２２．０６．００２国家自然科学基金项目（５１８６８０４２）；甘肃省科技计划资助项目（２０ＪＲ１０ＲＡ２６１）；兰州交通大学青年科学基金项目（２０１８０１３）资助收稿日期：２０２２ ０８ １０基于温度场的ＢＲＴ沥青路面结构永久变形特性分析赵玉壁１，２ 吴 玉３ 林家琛４（１．甘肃省铁路投资建设集团有限公司 兰州 ７３００３０； ２．西南交通大学土木工程学院 成都 ６１００３１；３．兰州交通大学土木工程学院 兰州 ７３００７０； ４．中国铁路设计集团有限公司 天津 ３００４５０）摘 要 为揭示ＢＲＴ沥青路面结构在温度场和公交车移动荷载联合作用下的永久变形特性，依托兰州ＢＲＴ沥青路面工程，采用数值模拟方法建立沥青路面结构力学分析模型，通过Ｆｏｒｔｒａｎ语言编写用户子程序，引入夏季ＢＲＴ道路实际温度场，研究了夏季ＢＲＴ重复荷载作用下温度场与车速对路面结构永久变形的影响，并解释了其作用机理。
结果表明，夏季ＢＲＴ沥青路面结构易发生失稳性车辙；相较于ＢＲＴ车辆作用的频次，温度对沥青路面永久变形的影响更大；上、中、下面层的凹陷和隆起变形均随车辆速度的增大而减小，且不同行车速度下，中面层的变形值大于上面层和下面层，为延缓ＢＲＴ沥青路面结构永久变形的产生和发展，应在合理提高公交车车速的同时，重点关注中面层的抗变形能力，并加强面层之间的黏结力。
关键词 道路工程 ＢＲＴ沥青路面 永久变形 温度场 用户子程序中图分类号 Ｕ４１６．２１７ 快速公交系统（ｂｕｓｒａｐｉｄｔｒａｎｓｉｔ，ＢＲＴ）作为一种新型高效的公共交通方式，在提高城市运输效率、缓解交通压力方面成效显著。
但从运营现状来看，很多ＢＲＴ道路在投入使用不久就出现车辙、拥包、疲劳开裂等病害，且在夏季的公交车停靠站点车辆启停路段表现得尤其严重。
基于连续变温的沥青路面温度应力分析【摘要】本文通过分析沥青路面的温度变化规律，探讨了沥青路面温度与应力之间的关系。
针对连续变温对沥青路面温度应力的影响进行了深入研究，并提出了相应的温度应力分析方法。
通过数值模拟结果的分析，得出了连续变温对沥青路面温度应力的重要影响。
研究表明，温度变化对沥青路面的结构和性能有着显著的影响，为沥青路面的设计和维护提供了理论支持。
进一步的研究可以优化沥青路面的结构设计，提高其使用寿命和性能表现。
本文的研究成果对于沥青路面工程的发展具有重要意义，为相关领域的研究和应用提供了理论基础和技术支持。
【关键词】沥青路面、温度、应力、连续变温、分析方法、数值模拟、结构设计、维护、理论支持、影响。
1. 引言1.1 研究背景沥青路面是道路建设中常用的路面材料，其质量和性能直接影响着道路的耐久性和舒适性。
在实际使用中，沥青路面受到日夜温度变化的影响，会出现温度的周期性变化。
这种连续变温对沥青路面的温度应力有着重要的影响。
研究表明，沥青路面的温度变化规律与外界环境温度、日照强度等因素密切相关。
在夏季高温天气下，沥青路面受到阳光直射导致温度升高；而在夜晚温度降低时，沥青路面受到冷却影响导致温度下降。
这种周期性的温度变化使得沥青路面的温度应力相对较大。
目前对于连续变温条件下沥青路面温度应力的研究还比较有限。
深入探讨连续变温对沥青路面温度应力的影响，对于提高沥青路面的抗压性能、延长路面使用寿命具有重要意义。
本文将通过分析沥青路面的温度变化规律、研究温度与应力之间的关系，并探讨温度应力分析方法，最终通过数值模拟结果分析，为沥青路面设计和维护提供理论支持。
1.2 研究目的研究目的是为了深入了解基于连续变温的沥青路面温度应力分析的相关机理，探讨沥青路面在不同温度条件下的应力响应规律。
通过对沥青路面温度变化规律、温度与应力关系以及连续变温对应力的影响进行系统研究，希望能够揭示沥青路面在不同环境条件下的应力分布特点，为沥青路面的设计和维护提供科学依据。
