买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：中交路桥建设有限公司;中交路桥华北工程有限公司

摘要：一种长纵坡沥青路面分析方法，包括以下步骤S1、建立长纵坡沥青路面理论分析模型，将路面简化为半空间层状体系，沥青面层视为粘弹性材料，采用修正的Burgers模型表征粘弹性材料的本构关系，其余各层视为线弹性体，采用典型的三层体路面结构，以荷载中心为极坐标坐标原点，z轴为路面深度方向，r轴为路面水平方向；S2、路面力学响应的解析求解，S3、解析解正确性验证；S4、计算与结果分析。

主权项：1.一种长纵坡沥青路面分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立长纵坡沥青路面理论分析模型，将路面简化为半空间层状体系，沥青面层视为粘弹性材料，采用修正的Burgers模型表征粘弹性材料的本构关系，其余各层视为线弹性体，采用典型的三层体路面结构，以荷载中心为极坐标坐标原点，z轴为路面深度方向，r轴为路面水平方向；S2、路面力学响应的解析求解极坐标下的动力平衡方程可以表示为： 式中σr、σθ和σz分别表示r、θ和z方向上的应力；τzr为剪切应力；u和w分别表示水平方向和竖直方向的位移；ρ为材料密度；应力与位移之间关系可以用物理方程表示为： 式中λt、Gt为拉梅常数，er,z,t为体积变形量，将式4-3-40-4-3-43代入到式4-3-38和4-3-39中，经过化简，可以得到位移表示的动力方程： 式中为Laplace算子，式4-3-38～式4-3-45均为偏微分方程，任意式中的σz、σθ、σr、τzr、u、w都是关于坐标变量z、r和时间变量t的函数，首先利用Laplace积分变换的微分性质，将式4-3-42-4-3-45对时间变量t作Laplace积分变换，可以得到式4-3-46～式4-3-49； 式中λs、Gs为拉梅常数的变换域表达式， 经过Laplace积分变换后，式4-3-46-4-3-49转化为仅关于坐标变量z、r的偏微分方程，将式4-3-46～式4-3-49转换为仅关于坐标变量z的常微分方程；将式4-3-46-式4-3-49对坐标变量r进行Hankel积分变换，可得如下关系式： 式4-3-50-4-3-53可以表示成矩阵的形式，即： 式中由现代控制理论可得式4-3-54的解为： 式中分别为初始状态向量和深度z处的状态向量；其中，中的具体其表达式为： 即可以表示路面的位移和应力，为路面深度z处的位移和应力；由式4-3-54可将路面结构任意深度z处的状态向量与道路表面z＝0处的初始状态向量建立联系；其中，状态向量是由初始状态向量通过媒介exp[zψξ,s]转化而成的，所以exp[zψξ,s]即为所求的传递矩阵；为求解式4-3-54，需先得到矩阵ψξ,s的特征值，所以，令|λI-ψξ,s|＝0，求得矩阵ψξ,s的特征值为：由传递矩阵T＝eψz＝PeψzP-1，可求出传递矩阵[T]中16个元素的具体值为： 由边界条件式4-3-36和4-3-37可以得到传递矩阵的具体表达形式，即可求得单层体结构位移和应力的解析解；对于沥青路面多层提结构，若在路面结构表面的初始状态向量表示为则由传递矩阵关系式4-3-55可知路面结构首层底部z＝h1处和第二层底部z＝h2处的状态向量可以分别表示为： 依次类推，可知路面结构第i层底部z＝hi处的状态向量可以表示为： 式中[Ti]为第i层传递矩阵；路面结构第N-1层底部z＝hN-1的状态向量可以表示为： 若[T]N-1表示路面结构前N-1层传递矩阵的相乘，即[T]N-1＝[TN-1][TN-2]...[T2][T1]，则可知[T]N-1仍然是一个4×4的矩阵，则式4-3-60可以表示为： 处于层间完全连续状态的路面结构上下两层交界面上的层间结合条件处可以表示为： 由Goodman模型的定义式可得： 将式4-3-63带入式4-3-62，则可得到路面结构上下两层非完全连续接触路面的结合条件，即： 将式4-3-64改写为矩阵的相乘形式，即： [Tc]即为所求转换矩阵，其具体值为： 通过转换矩阵[Tc]即可改变路面结构的层间接触状态；在层间非完全连续沥青路面结构中，若第i层与第i+1层层间接触为非完全连续，则第i层底部z＝hi处的状态向量可以表示为： 第i+1层底部z＝hi+1的状态向量可以表示为： 第N-1层底部z＝hN-1的状态向量可以表示为： 若[T]N-1c表示层间非完全连续路面结构的前N-1层传递矩阵的乘积，由[T]N-1c＝[TN-1][TN-2]...[Tc][Ti]...[T2][T1]，则可知[T]N-1c仍然是一个4×4的矩阵，式4-3-69还可以表示为： 按照上述推导过程即可求得非完全连续沥青路面结构中任意深度z处状态向量在积分变换域内的解析表达式，应用前面介绍的Laplace积分逆变换及Hankel积分逆变换的数值方法，即可求得状态向量在物理域中任意时刻的解；S3、解析解正确性验证，使用Burgers模型来表征沥青面层材料的粘弹性变形特性，将层间粘结系数K→∞，通过计算软件Mathematica编写数值计算程序，计算三层层间连续沥青路面结构路表荷载中心处的弯沉响应；S4、计算与结果分析。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中交路桥建设有限公司 中交路桥华北工程有限公司 一种长纵坡沥青路面分析方法