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第一章 绪论 1

1.1 路基路面结构体系特点 1

1.2 路面病害类型 1

1.3 路面病害分析中的相关力学问题 2

参考文献 3

第二章 沥青路面弹塑性力学分析 4

2.1 路基路面结构体系特点 4

2.2 弹性力学 4

2.2.1 层状弹性体系力学 5

2.2.2 弹性动力学 10

2.2.3 沥青路面材料动态模量 12

2.3 塑性力学 13

2.3.1 常用道路材料塑性本构模型 14

2.3.2 常用路面材料的剪胀 16

2.3.3 弹塑性矩阵 16

2.4 实例分析 17

2.4.1 数值模拟方案 17

2.4.2 数值计算步骤 18

2.4.3 几何模型与车载模型 18

2.4.4 路基材料的本构关系及计算参数的确定 19

2.4.5 计算结果与分析 19

参考文献 26

第三章 沥青路面开裂机理及断裂与损伤力学模型 27

3.1 沥青路面裂缝常见形式 27

3.1.1 龟裂 27

3.1.2 温度裂缝 28

3.1.3 滑移裂缝 28

3.1.4 反射裂缝 29

3.1.5 路基不均匀沉降引起的路面开裂 30

3.1.6 Top-down裂缝 30

3.2 沥青材料疲劳破坏分析方法 31

3.2.1 现象学法 31

3.2.2 能耗模型 32

3.2.3 断裂力学分析方法 32

3.2.4 损伤力学分析方法 33

3.3 基于断裂力学的沥青材料开裂行为与力学模型 33

3.3.1 沥青材料开裂行为 33

3.3.2 裂缝尖端的应力场与位移场 33

3.3.3 沥青路面疲劳裂纹的生长 35

3.3.4 沥青路面疲劳断裂模型 36

3.4 基于损伤力学的沥青路面破坏力学模型 39

3.4.1 损伤变量 39

3.4.2 疲劳损伤 40

3.4.3 蠕变损伤 40

3.4.4 疲劳-蠕变损伤 41

参考文献 41

第四章 沥青路面车辙力学机理与预测模型 43

4.1 车辙分类 43

4.2 车辙形成机理 44

4.3 车辙的影响因素 45

4.4 车辙计算分析的力学基础——粘弹性力学 46

4.4.1 蠕变与松弛 46

4.4.2 微分型粘弹性本构模型 48

4.4.3 时间温度的等效效应 52

4.5 沥青路面车辙预测方法 53

4.5.1 理论方法 53

4.5.2 力学经验方法 54

4.5.3 经验方法 55

参考文献 56

第五章 沥青路面水损坏的流固耦合动力学分析 57

5.1 动水压力的影响因素 59

5.1.1 车速 59

5.1.2 车载 59

5.1.3 路面材料 60

5.1.4 路面结构 60

5.2 动态流固耦合基本理论 60

5.2.1 动力控制方程 60

5.2.2 流固耦合基本方程 60

5.2.3 人工边界 61

5.3 数值模拟方案 61

5.4 交通荷载数值模拟方法 62

5.4.1 定点动态加载 63

5.4.2 移动加载 63

5.5 模拟过程与计算模型 64

5.5.1 模拟过程 64

5.5.2 材料模型及力学参数 64

5.5.3 几何模型与边界条件 65

5.6 模拟结果与分析 66

5.6.1 动水压力 66

5.6.2 动弯沉 73

5.6.3 渗透力 78

5.6.4 流速 84

5.6.5 动应力 85

5.6.6 有效应力 88

参考文献 90

第六章 沥青路面非饱和渗流理论与水的渗流规律分析 91

6.1 路面结构内部排水系统概述 91

6.1.1 路面结构排水设计方法 91

6.1.2 排水结构设置条件和设置要求 93

6.1.3 排水设施方案 93

6.2 非饱和渗流理论概述 96

6.2.1 非饱和渗流控制方程 96

6.2.2 非饱和多孔介质的基本特征 98

6.3 路面结构渗水数值模拟 103

6.3.1 模拟方案 103

6.3.2 模拟过程 105

6.3.3 路面结构降雨入渗模型 105

6.4 路面结构渗流模拟结果与分析 107

6.4.1 无排水系统路面结构降雨入渗数值模拟 107

6.4.2 具有边缘排水系统的路面结构降雨入渗数值模拟 113

6.4.3 全宽式排水基层路面结构降雨入渗数值模拟 115

6.4.4 结合边缘排水系统的排水性基层路面结构降雨入渗数值模拟 118

6.4.5 中央分隔带的影响 123

6.4.6 路面结构排水性能评价 125

6.4.7 路面结构排水性能影响因素分析 126

参考文献 142

第七章 热-力-流-固多场耦合理论与翻浆力学分析 143

7.1 路基温度场传导理论 144

7.1.1 路基物理模型 144

7.1.2 路基温度场的数学方程 144

7.1.3 路基温度场的有限元控制方程 145

7.1.4 路基温度场边界方程 146

7.2 路基土冻结过程中水分迁移理论 146

7.2.1 路基中迁移水分的类型、赋存状态及区域 147

7.2.2 路基土介质中水分运动的土水势 147

7.2.3 路基中水分迁移的数学方程 149

7.2.4 路基中水分迁移的有限元控制方程 149

7.3 路基土的静、动力应力理论 151

7.3.1 翻浆土体静应力非线性分析 151

7.3.2 翻浆土体动应力非线性分析 154

7.4 路基翻浆病害热-力-流-固耦合关系 157

参考文献 159