城市道路沥青路面结构力学响应分析

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。

动、静荷载下不同沥青路面结构力学响应分析作者：何基雷罗资清傅松来源：《西部交通科技》2024年第03期作者简介：何基雷（1988—），工程师，主要从事道路工程、路面养护方面的研究工作。

为探究动、静荷载下沥青路面结构的应力响应，获取不同影响因素对路面的实际作用效果，文章利用ABAQUS软件构建了沥青路面结构应力响应模型，分析荷载形式、车辆轴载、行驶速度等因素对力学响应的影响。

研究表明：路面结构的应力应变与车辆轴载存在着一定的线性关系；相较于静荷载，动荷载在相同轴载下所产生的应力应变值较低，且存在最佳行驶速度使荷载对路面产生的力学响应最小。

由此证明，在道路使用时，控制车辆的行驶速度及车辆超载可减缓路面纵向位移及路表弯沉的产生，延长道路的使用寿命。

沥青路面结构；移动荷载；力学响应；使用寿命；应力应变U416.217A1906850引言随着我国机动车保有量及道路交通量的逐年上升，道路重载及超载现象的持续增长，使得已建道路在使用过程中暴露出使用寿命不足［1-2］，裂缝、坑槽、松散、剥落、车辙等病害出现频率较高的现象。

道路养护时运营成本增加，而且还影响了交通事业的发展［3］。

因此，为更好地了解路面结构在不同因素下的力学响应，需探究不同影响因素对路面的力学响应。

国内外专家学者针对沥青路面的应力响应从多方面展开了研究。

Assogba、Hu、李江等［4-6］通过建立三维有限元模型，研究了车辆速度、车辆超载对沥青路面的影响，证明较低车速会引起结构受载时间增加，扩大了载荷的冲击效应。

严战友、Ogoubi等［7-12］通过建立车辆模型和有限元道路模型，证明路面结构的动态应变应力峰值受分析点位、行車速度、沥青层厚度、车轴荷载、制动工况和道路粗糙度等因素的影响。

Liu［13］通过提出了一种将全尺度加速路面试验（accelerated pavement test，APT）、室内试验和有限元（finite element，FE）模拟相结合的方法，分析了车轮范围、温度及轴重对于沥青路面的动态响应。

道桥建设2018年第13期121道路沥青路面须经受复杂多变的天气和作用力大且施加密集的车辆荷载反复作用。

过车之后容易出现路面品质逐年下滑从而显著降低道路使用寿命，而且造成资源浪费，不利于居民出行以及货物的中转运输，不能充分发挥道路功能。

研究在不同因素影响下的路面结构力学响应，有助于理解并掌握路面破坏机理，采取更加科学合理的应对措施，延长道路使用寿命。

基于此，文章系统阐述了荷载和气候因素对路面力学响应的影响，为公路养护部门和相关学者提供必要的参考。

1　荷载对路面力学响应的影响车辆荷载是路面需要承受的主要荷载，与道路的使用寿命直接相关。

研究车辆荷载对路面结构力学响应的影响，对了解路面破坏机理具有重要意义。

胡小弟等将荷载与路面之间的接触面近似为矩形，采用有限元计算程序ANSYS，分析x 及y 轴方向各为2.5m 范围内应力分布情况。

z 方向深度根据路面结构及所受车辆荷载的交通组成，并依据理论弯沉值进行调整。

计算结果表明，当车辆制动或启动时，所产生的水平力尤其是最大剪应力对路面结构具有较大影响，剪应力峰值作用位置不定，对柔性基层的影响比半刚性基层要明显，水平力作用下，面层层底的弯拉应力，尤其是y 方向引起横向裂缝的弯拉应力变化明显。

在上下坡等刹车频发地区路面容易破损，而曹卫锋对车辆动载作用下长大上坡沥青路面力学响应做了更加深入的研究。

利用大型有限元软件ABAQUS 建立车辆载荷作用下的长大上坡路段沥青路面结构的三维有限元模型，采用单侧双轮胎的加载方式，分析不同参数下的路面的力学响应。

理论计算表明：对于半刚性基层沥青路面，用沥青面层底部弯拉应变来评价其使用寿命是不合理的；较大的面层底部剪应变容易破坏面层与基层之间的粘结层，一旦粘结层破坏后，使面层结构的连接状态变为滑动状态，增加面层流动性，增加车辙发生的可能性。

因此，增强面层与基层之间的粘结强度，是抵制剪切破坏，提高路面寿命的有力措施。

2　气候对路面力学响应的影响2.1　温度对沥青路面结构动力响应的影响沥青面层材料是一种典型的温度敏感性材料，其力学特性和使用性能随温度的变化而显著变化。

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。

层间接触状态对沥青路面力学响应的影响分析当前我国的沥青路面设计是以弹性层状体系理论为基础的,然而在这一理论中有一重要假设:沥青路面各结构层间是连续的、完全弹性的、均匀的、各向同性的。

但实践证明,实际的沥青路面结构层之间并非是完全连续和完全光滑的,而是处于完全连续与完全光滑之间的接触状态。

如果继续假定沥青路面各结构层之间为完全连续的状态进行设计,那么计算的结果必然与实际不相符。

因此,为了能够更贴近实际的探究沥青路面的实际受力状态,就需研究在层间接触状态为不完全连续的情况下沥青路面的动力学响应。

论文采用大型有限元软件ABAQUS建立基本的沥青路面结构模型,在对模型进行单元尺寸、材料参数、边界条件、荷载施加以及层间接触状态等设定后,首先利用该计算模型分析了在匀速动态荷载作用下沥青路面连续模型与接触模型在剪应力与弯沉值等力学指标间的差异。

结果表明,采用接触模型进行分析能更好的反映出沥青路面的实际受力状态,对沥青路面结构的研究更有意义。

然后探究了当层间摩擦系数取值在0.3~0.7范围内变化时沥青路面的力学响应。

结果表明,不同的层间接触状态对沥青路面各结构层的剪应力、弯沉等影响均较大。

当层间接触良好时,路面各结构层产生的剪应力值和弯沉值相对较小,反之,这些指标都较大。

最后考虑了汽车在具有一定坡度的路段行驶和汽车采取水平制动两种行车情况下对沥青路面力学响应:(1)考虑路面坡度(水平制动系数)一定时,改变路面的层间接触状态,分析不同层间接触状态,其剪应力与弯沉值的变化情况。

(2)考虑层间接触状态良好时,改变路面坡度(水平制动系数),分析其剪应力与弯沉值的变化情况。

结果表明,在一定行车荷载作用下,坡度对沥青路面的力学影响相对较小,但沥青路面的力学响应受到水平制动的影响则很大。

沥青路面力学性能影响因素分析综述肖楠轩发布时间：2023-05-09T04:18:45.111Z 来源：《建筑实践》2023年5期作者：肖楠轩[导读] 沥青路面拥有许多优点，得到了广泛应用。

但是因为疲劳受损，修补沥青路面耗费了大量人力物力。

而沥青路面的破坏原因来自多方面，结合国内外关于路面结构力学性能的状况，本文归纳了沥青路面力学性能内外两方面的影响因素，分析内部因素主要是由于层间接触状况的不同导致路面结构受力情况的不同，车速和深度以及不同基层材料间的力学性能以及温度的影响等外部因素。

最后提出进一步研究多项因素耦合作用下对路面力学性能影响的展望重庆交通大学土木工程学院摘要：沥青路面拥有许多优点，得到了广泛应用。

但是因为疲劳受损，修补沥青路面耗费了大量人力物力。

而沥青路面的破坏原因来自多方面，结合国内外关于路面结构力学性能的状况，本文归纳了沥青路面力学性能内外两方面的影响因素，分析内部因素主要是由于层间接触状况的不同导致路面结构受力情况的不同，车速和深度以及不同基层材料间的力学性能以及温度的影响等外部因素。

最后提出进一步研究多项因素耦合作用下对路面力学性能影响的展望。

关键词：道路工程；路面力学；力学性能0 引言随着我国国民经济和公路交通运输事业的发展，运输车辆中大型货运车辆的比重不断增加，且车辆超限的现象十分普遍。

沥青路面在运营过程中遭受到车辆重复碾压、水热光（气候）耦合、地质条件等因素叠加的作用，加之路基路面施工质量存在一定的不确定性，同一路段使用的原材料是否保持一致，以及现行路面设计层间接触假设的不足，最终导致路面结构实际工作状态，无论是力学模型或是材料性质都与设计理论有着一定程度的差距[1-3]。

1 国内外研究状况早在1962年，关于层间接触状态对沥青路面结构稳定性的影响便被提出，此后多年不断涌现出关键性文章对层间接触状态的影响做进一步诠释。

先是H.Hertz首次系统地阐述了弹性接触问题，并提出了经典的Hertz弹性接触理论。

海绵城市沥青路面结构力学响应分析发布时间：2023-01-15T05:45:33.208Z 来源：《中国科技信息》2023年第17期作者：罗海龙[导读] 随着国内经济的快速发展，我国海绵城市沥青路面建设的进程也加快了速度。

为更好地设计海绵城市沥青路面结构，罗海龙中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 650051摘要:随着国内经济的快速发展，我国海绵城市沥青路面建设的进程也加快了速度。

为更好地设计海绵城市沥青路面结构，探究其力学响应的影响因素是非常关键的一个环节。

本文从海绵城市沥青路面结构力学响应影响因素对其力学响应的影响，以便为优化海绵城市沥青路面结构设计，减轻路面病害，延长路面使用寿命提供理论研究支撑，为进一步深入研究海绵城市沥青路面结构力学响应提供参考依据。

关键词：海绵城市；沥青路面；结构力学响应分析在经济迅速发展与国家对基础建设方面大力投资的环境下，我国城市化建设在过去的二三十年里得到迅猛发展。

海绵城市沥青路面是海绵城市最主要的路面结构，但由于其路面结构设计理论的不完善以及道路交通量的日益增多，使得较多的海绵城市沥青路面在建成通车不久后，发生较多的早期病害，缩短了路面使用寿命。

影响海绵城市沥青路面结构力学响应的因素很多，如路面结构的组合、材料特性、环境温度与湿度、荷载分布与作用大小，以及层间接触状态等。

为了更加准确地研究分析海绵城市沥青路面结构的力学响应，本文从层间接触状态、荷载条件以及温度等方面分析不同因素对海绵城市沥青路面结构的力学响应的影响，以便为优化海绵城市沥青路面结构设计，减轻路面病害，延长路面使用寿命提供理论研究支撑，为进一步深入研究海绵城市沥青路面结构的力学响应分析提供参考依据。

一、海绵城市沥青路面结构力学响应影响因素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。

海绵城市透水沥青路面结构力学响应研究摘要：随着城市的发展，海绵城市的理念，已经广泛的得到了应用，基于这样的情况，为了更好的分析海绵城市透水沥青路面，要对结构力学的影响进行充分的分析。

在实际工作，运用软件可以建立三维模型，通过计算对车辆的荷载进行分析，可以得出结构层的力学指标，以及变化规律进行分析，从而可以采用更加合理的设计，更好的进行城市建设。

关键词：海绵城市；透水沥青路面；结构力学当前随着城市规模的不断扩大，人们的活动范围也在不断增加，而人类的活动对环境会产生一定程度的影响，所以为了有效的缓解这些问题，使得城市可以更好的适应环境变化，增强对自然灾害的抵抗能力，通过研究提出了海绵城市的理念。

海绵城市理念具有良好的效果，可以实现对雨水的综合利用，同时对环境保护具有重要的意义。

而渗水路面是海绵城市中，非常重要的举措，所涵盖的范围也是比较广泛的，同时在承载力和渗透性方面有较强的效果，成为了海绵城市路面建设的首选，所以要对其进行充分的研究，从而更好的进行应用。

1分类及路面结构的有限元模建立1.1分类在透水沥青路面方面，主要是以透水沥青混合料作为材料进行道路铺设的，所以这种路面具有很好的渗透性，也具有很好的承载力，所以目前主要有三种分类方法，首先，是表层排水型。

这种方法主要是对沥青路面的雨水径流方面，有一定的减轻作用，主要是在表层进行排水，是具有较好透水性的沥青路面，有部分面层和整个面层的分别，其他的部分和结构与普通的路面是相同的。

对于上面层排水的路面和整个面层排水，在结构方面是有一定的差别。

其次，是基层储排水型。

这种路面是整个面层和部分基层排水，或者是整个基层排水构成的，主要是根据部分基层或者是整个基层的排水，在结构方面有一定的差别。

最后，全透型。

这种类型的沥青路面，是整个面层的基层排水，主要是水可以直接的深入到地基中，然后根据基层的类型分为不同的结构。

有的结构中基层是多孔的混凝土，在骨架空隙型的水泥方面，主要是采用稳定的碎石，并且升级配沥青碎石，在底基层主要是粒料类。

影响沥青路面力学响应因素的综述摘要：由于沥青路面具有施养简便、行车舒适、平整耐磨等优点，故广泛应用于我国高速公路工程建设中。

随着我国经济及交通的迅速发展，导致高速公路的交通现状逐渐表现为流量大、速度高、轴载重的特点，因此沥青路面在超载重载长期作用下经常容易产生车辙、开裂等病害，使得沥青路面的使用性能及寿命降低，从而严重影响到高速公路的行车舒适和安全。

为了研究沥青路面的破坏机理以及在不同荷载条件和温度和各层间接触状态等条件下，路面应力应变变化规律，本文系统阐述了荷载、温度、层间接触状态已经不同路面结构组合对沥青路面结构力学的响应机理和研究方法。

结合人为因素和自然因素等实际情况，为相关分析研究提供参考。

关键词：路面力学响应；温度；车辆荷载；层间接触状态；路面结构组合0引言国内外大量研究表明，对沥青路面力学响应影响比较明显的因素主要有荷载、温度以及各层间接触状态等。

荷载的大小不同、荷载接触形式的不同和作用的组合形式不同对路面力学响应的影响不同。

而沥青又是一种典型的温度敏感性材料，其力学特性随温度的变化而显著变化。

层间接触状态的良好与否，同样也层间是否出现滑移剪切破坏的重要原因。

研究在不同因素影响下的路面力学响应，为更加科学合理的路面设计方案提供必要的参考。

探究不同的路面结构形式和不同结构组合的沥青路面不同的力学响应，从而能够了解不同路面结构沥青路面的特性，完善不同路面结构沥青路面的设计过程。

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。

为了计算方便，一些学者对沥青混合料模量的研究时，常将接粗面假定为规则的几何图形进行力学计算。

而谢水友[1]认为，接触面形状与作用的荷载大小有关，当作用的荷载较小时，接触面形状为椭圆形；当作用的荷载较大时，接触面的形状为矩形。

彭卫兵[2]等人又认为，轮胎与路面的接触形状应该是一个矩形加两个半圆的形状。

假定的接触面形状不同，力学分析所得的结果也就不同。

天津市普通公路高模量沥青路面典型结构力学行为分析高模量沥青路面材料技术源于法国，其设计理念是通过提高沥青混凝土的模量，以减小车辆荷载及高温作用下沥青混凝土的应变及路面结构的塑性变形，从而达到提高路面抗车辙能力、减薄路面厚度和提高路面耐久性的目的[1]。

我国于2005年开始进行高模量沥青混凝土应用技术的研究，总体上还处于起步和探索阶段，在天津市尚未开展相关尝试。

结合天津地区普通公路的典型结构，通过使用KENLAYER和ANSYS有限元软件[2-3]，对不同沥青混凝土路面结构进行了应力分析和车辙预估模拟，为天津市普通公路路面结构层中高模量沥青混凝土材料的大规模应用提供了重要参考。

1 材料特性说明路面结构行为分析采用15℃抗压回弹模量作为沥青层材料的计算分析参数。

AC-13型SBS改性沥青混合料、AC-25型粗粒式沥青混合料回弹模量，采用现行《公路沥青路面设计规范》给定范围的中值作为计算分析参数。

高模量沥青混合料采用GTM旋转剪切成型方法进行设计，采用70号A级道路石油沥青，并外掺0.5%PR-Module高模量改性剂，掺量以占矿料总质量的百分比表示，其抗压回弹模量试验值如表1所示[4]。

与路基土、级配碎石相比，半刚性基层材料的非线性力学特征不明显[5]，可认为半刚性基层材料为理想弹性材料，其模量取值如表2所示[6]。

由高校图书馆主办的文化活动，能够吸引读者的积极参与，其主要原因是高校图书馆在开展的每一项文化活动之前对读者的需求进行了调查与分析。

因此，无论是活动内容，还是与活动相关的服务，往往都是根据这些读者的人生观、价值观、世界观以及生活空间进行开展，在活动规划上做到了有针对性、目的性；并且在活动结束之后，高校图书馆会对活动的情况结合读者反馈信息进行归纳与分析，进而为后续活动的开展积累更多的优秀经验[2]。

表1 沥青混合料基本参数沥青混合料类型15℃抗压模量(MPa)15℃劈裂强度(MPa)SBS细粒式(AC-13)19001.4高模量细粒式(AC-13)24001.7普通沥青粗粒式(AC-25)15000.8高模量粗粒式(AC-25)25001.5表2 半刚性材料的模量半刚性材料类型弯沉计算用抗压模量(MPa)劈裂强度σsp(MPa)二灰碎石15000.7二灰土7500.32 路面结构行为分析2.1 典型结构说明天津地区普通公路广泛采用的半刚性基层沥青路面结构一般为12cm沥青面层+36cm半刚性基层，结构组合设计上面层为4cm SBS 改性沥青AC-13沥青混凝土，下面层为8cm AC-25型普通沥青混凝土，上基层为18cm二灰碎石，下基层为18cm二灰碎石，如图1所示。

道路桥梁 Roads and Bridges40 基于ABAQUS 软件分析沥青路面结构力学响应曾 涓(重庆交通大学 土木工程学院， 重庆 400074)中图分类号：U45 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2018）09-0040-01摘要：本研究采用有限元数值模拟方法，研究了常用沥青路面结构的力学响应和温度应力。

研究表明：在荷载作用下，沥青面层主要受压应力，且压应力向路面传递过程中逐渐减小，最大剪应力在路面表面，位于两个轮载之间。

路面最高温出现在距离路表3-5cm ，热量传递速率随着结构层深度的增加而减小。

关键词：道路工程；数值模拟；温度场；应力分布0 引言沥青路面除了承受车轮的荷载作用，还会因内部温度场变化发生破坏。

沥青路面结构应力主要包括荷载应力和温度应力。

目前，对路面温度应力的研究主要通过有限元数值模拟分析方法，通过ABAQUS 等有限元软件可以方便的对路面结构划分网格、简化作用在路面的荷载并进行数值模拟，但因轮胎与路面非均匀接触时的压力、轮胎的曲线足迹、轮迹的横向分布等因素考虑不同，其模拟结果也存在较大差异[1-4]。

本文通过ABAQUS 软件模进行路面结构应力分布和温度应力分布，分析沥青路面受力情况。

1 有限元模型的建立1.1 网格划分根据温度场理论，通过Fortran 语言编写DFLUX 子程序。

通过ABAQUS 有限元软件建立2D 模型，采用等参八节点四边形平面应变单元CPE8R，模型长3.75m，高3m [2]。

模型网格划分如图1所示。

边界约束条件为：下边界处x，y 方向位移为0；左右边界处x 方向位移为0；上边界处为自由边，不受约束。

图1 有限元模型网格划分 图2路面结构组合 1.2 路面结构及荷载参数路面结构模型采用半刚性基层沥青路面，路面结构如图2所示。

问了便于计算，沥青面层、水稳碎石层和级配碎石层的热传导率分别为4600（W/(m·K)）、5616（W/(m·K)）和5000（W/(m·K)）；沥青层、水稳碎石层和水稳层回弹模分别为1000MPa、1500 MPa 和300 MPa，泊松比均取0.3。

甘肃省沥青路面结构环境效应分析及其力学响应研究甘肃省沥青路面结构环境效应分析及其力学响应研究摘要：沥青路面是现代道路建设中最常见的路面类型之一，它具有良好的耐久性和驾驶舒适性，在交通运输中发挥着重要的作用。

然而，由于沥青路面的特殊性质以及外界环境因素的影响，其结构稳定性和力学响应面临着一定的挑战。

因此，本文以甘肃省为实例，对沥青路面的结构环境效应进行了分析，并研究了其力学响应。

引言：随着交通运输的持续发展，人们对道路性能和质量的要求越来越高。

沥青路面作为一种主要的道路铺设材料，具有良好的柔性、防水和防滑性能，因而受到广泛应用。

然而，沥青路面在使用过程中会受到多种外界因素的影响，如温度变化、水分渗透、车辆荷载等，这将对沥青路面的结构和力学性能产生一定的影响，甚至导致路面的损坏和破坏。

因此，研究沥青路面的结构环境效应及其力学响应对于改善道路质量、提高交通运输效率具有重要意义。

方法：本研究采用数值模拟方法，通过建立沥青路面的结构模型，考虑温度、水分、荷载等外界环境因素的影响，分析其对沥青路面结构和力学响应的影响。

首先，建立沥青路面的结构模型，包括沥青面层、基层和土层。

其次，考虑到温度变化对沥青路面的影响，采用温度场数值模拟方法，分析沥青路面的温度分布及变化规律。

然后，考虑水分渗透对沥青路面的影响，采用水分场数值模拟方法，分析水分对沥青路面的损害程度。

最后，考虑车辆荷载对沥青路面的影响，采用荷载场数值模拟方法，分析车辆荷载对沥青路面结构和力学响应的影响。

结果与讨论：通过数值模拟分析，我们得出了以下几点结论。

首先，温度变化对沥青路面的影响较大，高温会导致沥青路面软化变形，低温则会导致沥青路面硬化开裂。

其次，水分渗透对沥青路面的损害程度也较大，过多的水分会导致路面材料失去强度和稳定性。

最后，车辆荷载对沥青路面的影响较为复杂，重载车辆会加剧路面的损坏和老化。

结论：本研究通过分析甘肃省沥青路面的结构环境效应及其力学响应，得出了温度变化、水分渗透和车辆荷载对沥青路面的影响较大的结论。

层间接触状态对沥青路面结构力学响应探讨1、简介沥青路面设计是以弹性层状体系理论为基础，其中假定沥青路面各结构层之间连续体系或滑动体系两种极限状态。

沥青路面层间粘结比较薄弱，使结构层处于完全滑动与完全连续的中间状态，层与层通过接触面传递应力和应变。

这就导致沥青路面的实际工作状态与层状弹性体系不符合。

因此需采用不同接触模型来分析在实际状态下的沥青路面力学响应状况。

接下来通过介绍分析不同的分析理念和模型来进行比较。

2、分析模型2.1 GAMES分析GAMES程序，于2004年由东京电机大学松井教授等人开发。

对于半刚性沥青路面结构，采用GAMES多层弹性体系计算程序，系统分析了层间接触状态对表面弯沉、表面拉应变、面层内剪应力、沥青面结构层底拉应变剪应力的影响。

通过层间滑移系数来反映层间状态，GAMES程序适用于分析层间状态变化对路面力学响应的影响。

2.2 BISAR软件数模分析计算软件采用SHELL 法的BISAR軟件，层间考虑完全光滑及完全连续两种极端情况。

在双圆均布荷载作用下，最不利的应力、应变空间位置必然在道路的横断剖面上，因此，在力学分析时只计算这个平面内点的力学响应。

在道路横断面方向上取若干坐标点，为了更直观地反映路面结构的空间实际受力状况，用MATLAB软件对BISAR的计算结果进行空间三维化处理。

2.3 FLAC模型分析该分析程序是一种基于三维显示有限差分法的数值分析方法。

模型分析表明弯沉值和层底应力因层间接触条件的不同而改变；在结构设计分析中，层间接触状况对路面结构力学响应有较大的影响，当采用部分接触模型时能更好地反映路面结构的实际工作状态，建立路面结构三维弹性层状体系模型，并施加正弦半波荷载，模拟汽车动荷载对路面结构的影响研究不同层间接触状况下荷载对路面结构所产生的力学响应及路面结构的位移，分析路面结构应力应变大小及分布形式的影响规律。

建模时，在下面层与基层之间利用FLAC3D中INTERFACE模块引入分界面，分界面处只有竖向位移与应力连续，切向应力与位移则不连续。