长寿命沥青路面结构组合的有限元分析

重载交通长寿命沥青路面关键技术的研究一、研究背景和意义沥青路面是我国城市道路和高速公路主要的路面材料之一。

然而，在长期的使用过程中，路面会因为车流量和气候变化等因素而磨损、龟裂、深度剥落，严重影响行车安全和道路使用寿命。

针对这一问题，研究人员开始研究新型的、重载交通长寿命的沥青路面材料。

重载交通长寿命沥青路面的研究和发展意义重大。

一方面，对于提高道路使用寿命和降低养护成本具有重要作用，同时可以上提高道路使用效能和行车安全性。

另一方面，重载交通长寿命沥青路面的研究和发展符合可持续发展的要求，对于维护生态环境、保护人类健康、促进经济发展具有重大的战略意义。

二、研究现状和发展趋势当前，重载交通长寿命沥青路面主要研究技术有：1. 使用高温稳定添加剂添加剂的加入可以提高沥青路面的耐久性和稳定性，并且在高温状态下能够维持其坚硬度，从而减少泛油现象。

2. 粗骨料调配粗骨料的选择和合理配比，可以有效减少路面龟裂、渗漏、碎石等问题，提高路面的承载能力和使用寿命。

3. 涂料处理在路面上涂覆一层低温劣化涂料，可以增加路面的稳定性和耐久性，并且降低路面噪音和水泥生成现象。

4. 高分子改性沥青材料与高分子材料进行复合改性，可以提高路面的抗老化性能、耐久性、稳定性和可加工性，因此被认为是一种比较有效的技术手段。

通过以上技术手段的研究和应用，不断提升沥青路面的性能和使用寿命成为了当前发展的趋势。

三、重载交通长寿命沥青路面的关键技术1. 低温承载力低温承载力是指路面在较低温度下的承载能力，通常包括空气温度、材料温度和环境湿度等多个因素。

在低温环境下，沥青路面容易因为路面龟裂、裂缝、分层等而产生严重的损伤，影响使用寿命和行车安全性。

因此在重载交通长寿命沥青路面的研究中，需要重视低温承载力的提升，采用合适的添加剂和混合材料，同时考虑路面结构厚度的合理设计。

2. 抗剪切性能路面承受重载车辆的作用下，会产生强烈的剪切力和剪切应变，因此抗剪切性能是衡量重载交通长寿命沥青路面的主要指标之一。

长寿命路面结构研究摘要：目前我国使用的半刚性基层虽然有板体性、刚度强的优势，但是反射裂缝以及寿命短的问题存在导致修复成本非常高。

在资源节约型的当今社会，迫切需要长寿命路面的研究使用。

关键词：长寿命路面0.前言在高等级道路中，半刚性基层与沥青面层的结合是最为常见的道路结构模式。

这种传统的道路体系组合因为板体性、刚度、扩散应力能力强，具有一定的抗拉强度、抗疲劳强度、良好的水稳定特性受到了广泛的使用，但伴随着道路基础设施投入到具体使用时，半刚性基层的缺陷也逐渐显现了出来，譬如，容易出现温缩干缩裂缝、同沥青路面的粘结性较弱等，使道路结构在投入使用环节中呈现出了很多早期的危害。

现如今中国半刚性沥青路面的使用寿命通常都无法达到设计的要求与标准，已经通车的高速公路，很少有能达到设计规范中规定的15年使用寿命的，多条高速公路在建成通车使用5-8年就需要进行大规模的维修，而修复的成本又非常高，并且会对交通、农业、经济发展造成巨大的影响。

我国这几年来高速公路施工的经验说明，之前依照“强基、薄面、稳土基”的方案规划的半刚性沥青路面体系已无法满足当前经济发展的趋势，要求引入国际上先进的道路设计理念，及时研究开发出全新的道路体系。

1.长寿命沥青路面1.1长寿命沥青路面介绍长寿命沥青道路又称永久性沥青路面，并不是指一条路建好之后无需养护，可以一直使用下去，而是指那些设计使用寿命大于40年，把破坏限制在路面上层，只需定期更换路面表层，而不需要进行结构性修复或重建，且投入到养护当中的资金成本非常低的一种道路路面结构。

除此之外，长寿命沥青路面还具有诸多优点，比如路面平整、摩擦系数高、噪音低、可减少疲劳开裂和车辙损坏、路面的养护维修仅限于面层且可循环使用等，最大限度的减少资源浪费，经济性高。

1.2国外研究成果长寿命沥青路面在上个世纪60年代的美国北部就已开始建设加厚型以及全厚型的沥青道路体系。

美国永久性路面的理念最开始是由路面联盟APA所定义出来的，并组织美国国家沥青路面协会NAPA、美国沥青协会AI与36个州的沥青协会一同对长寿命道路施工计划展开了研究与讨论，美国所进行讨论的内容其实就是欧洲长寿命沥青道路规划概念的一种延伸，所以在美国有很多的区域也将这种结构的路面称之为长寿命沥青路面。

FWD荷载作用下沥青路面动力响应有限元分析论文
本文旨在探讨FWD（falling weight deflectometer）荷载作用下
沥青路面的动力响应情况，通过有限元分析的方式，分析其结构响应特性以及受力行为。

利用实验数据优化有限元模型，并将其应用于汽车对沥青路面进行路面质量评定。

针对FWD荷载作用下沥青路面，开展有限元分析。

根据有限
元理论，建立一个均匀的有限元模型，并运用经典的梁单元进行模拟，如Young-Von Karman模型。

同时，根据实验数据，
优化模型，使其最大程度反映真实情况。

此外，考虑地面材料的拉伸模量、剪切模量和泊松比，以及基础土的应力应变。

最后，基于不同的FWD荷载作用，计算路面的响应力，以及每
一段路面的形变，其中包括剪切变形、水平和纵向变形等。

结果表明，FWD荷载作用下沥青路面的动力响应随荷载的增
大而增大，荷载强度与响应之间呈线性关系，最终得出路面承载能力的最佳估计值。

此外，FWD荷载作用下沥青路面的形
变情况也随着荷载的增大而增大，且与不同部位的位移及形变有关。

经过有限元分析的研究，我们不仅可以更好地了解沥青路面的动力响应行为，而且还可以将最优预测值应用于汽车对路面进行质量评估中。

然而，路面在实际情况下还存在一些复杂情况，也需要进一步的研究和实验支持，更好地预测路面的响应性能。

总而言之，本文通过有限元分析的方式，研究FWD荷载作用
下沥青路面的动力响应现象，并优化有限元模型，更好地预测沥青路面的响应性能。

长寿命沥青路面研究摘要：长寿命沥青路面设计理念的研究，及国际与国内研究现状。

在中国发展的可行性和发展对策。

关键词：长寿命沥青路面；反射裂缝；磨耗层Abstract: Design concept of long life asphalt pavement research, and international and domestic research status. In China the feasibility of development and development countermeasure.Keywords: long life asphalt pavement; Reflection crack; Wearing layer近几年，随着道路交通量的增加和工程质量的提高，长寿命沥青路面以成为当代追求的目标。

长寿命路面指只需定期更换路面表层（把破坏限制在路面上层），而不需进行结构性修复或重建，且使用寿命大于50年的沥青路面。

一、设计理念上面层：抗车辙能力和抗磨耗能力中间层：抗车辙能力基层：抗疲劳能力路基：高强、稳定和坚固长寿命沥青路面在使用过程中，为保持其良好的性能和使用寿命，必须定期检测，当自下而上的疲劳开裂、温度开裂、车辙等病害达到预定深度时（即达到磨耗层深度），就必须采取罩面等措施。

对于长寿命沥青路面而言，这点非常关键，它保证了将病害限制在表层，且尽可能减小未来罩面的附加厚度（重铺厚度必须尽可能采用原厚度）。

其优点为：①沥青路面寿命可达50年以上。

②路面平整、噪音低、摩擦系数高。

③成本效益高。

④路面的养护维修仅限于面层。

⑤沥青面层可再循环。

⑥减少疲劳开裂和车辙破坏。

⑦最大限度的减少自然资源的使用。

⑧采用力学的方法进行路面设计，综合考虑疲劳开裂、车辙和温度开裂。

二、国际长寿命路面研究现状传统的沥青路面设计寿命为20年。

适度增加路面强度及沥青混合料基层厚度的长寿命路面，则甚至可以获得50年或50年以上使用寿命。

刍议高等级公路长寿命路面的设计理念与方法内容摘要：刍议高等级公路长寿命路面的设计理念与方法,摘要：文中介绍了长寿路面的概念与国内外长寿路面的研究状况。

关键词：长寿命路面；路用性能；设计理念1长寿路面沥青路面的概念根据美国沥青路面协会（APA）定义，长寿命路面是指设计使用年限达的沥青路面，在设计使用年限内无结构性的修复和重建，仅需根据表面层损坏状况进行周期性的修复。

长寿命沥青路面是近年提出的发展趋势。

研究人员认为采用全厚式沥青路面具有更好抗疲劳性能，推荐长寿命路面采用全厚式结构。

2长寿命沥青路面设计的基本情况2．1长寿命路面设计理念研究认为沥青路面存在一个面层厚度极限，当沥青厚度超过此限值后，路面结构将会出现由下到上的疲劳开裂和结构性的车辙。

长寿命路面设计理念就是基于此，设计面层较厚的路面结构，控制住面层底部拉应变水平，从而使路面使用年限大为提高，一般定为。

在设计使用年限内无结构性的修复和重建，仅需根据表面层损坏状况进行周期性铣刨，并加铺等厚度的新拌混合料。

2．2长寿命路面结构组合技术要求研究认为，薄沥青路面容易产生结构变形和完全贯穿沥青层的表面裂缝。

因此，即便是在轻交通路面上，长寿路面的沥青层厚度也不宜太小，长寿命路面沥青层厚度一般大于180mm。

同时当前各国的沥青路面结构设计方法大多都没有考虑路面结构各层在抵抗疲劳、车辙和温缩裂缝中各自所起的作用。

在道路的服务期内，各结构层有其各自的特性。

根据大量调查与力学分析，研究认为长寿命路面应根据路面受力特性，对各结构层分层设计。

表面层为车辆提供良好的行驶界面，设计时采用高性能沥青混凝土，应具有足够的抗车辙性能、抗表面开裂性能、抗滑性能、缓解水雾的影响并能减小噪声，可以选择骨架型密实结构的沥青混合料，并采用优质沥青或改性沥青，也可采用开级配抗滑磨耗层（OGFG）以利于水从路表面迅速排除。

中间层起扩散荷载的作用，必须同时具有耐久性和稳定性。

因为此层是承受车轮荷载作用的高应力区，极易产生剪切损坏，因此结构层须采用粗骨料的骨架结构，同时采用流动性较小的沥青，如较低针入度的硬沥青，设计采用高模量沥青混凝土。