柔性路面的各向異性疲勞損傷數值模型研究

李 倩， 劉俊卿， 楊三強

（1.河北大學 建筑工程學院，保定071002；2.西安建筑科技大學 理學院，西安710055）

1 引 言

瀝青路面在車輛荷載反復作用下產生疲勞損傷，導致路面材料彈性模量降低，引起路面結構內應力的重分布，反過來會導致疲勞損傷演化速率的改變［1］。因此，在研究瀝青路面疲勞損傷問題時，應考慮荷載作用過程中應力的重分布及其對損傷演化的影響。

目前，國內外關于疲勞損傷問題的研究大多從試驗出發，基于不同的損傷變量定義，建立一定應力幅下瀝青路面材料的疲勞損傷方程［2－5］。李盛等［6］以路面結構為研究對象，運用損傷力學和有限元法，分析了剛柔復合路面瀝青層的溫度疲勞損傷特性和疲勞壽命等；孫志林等［1，7］通過有限元軟件ABAQUS研究了半剛性路面結構損傷的分布及演化規律。然而，這些研究基本都是在假定疲勞損傷演化為各向同性的基礎上進行，忽視了路面結構在車輛荷載作用下水平向受拉、垂直向受壓的特點，而這種受力方式將引起疲勞損傷演化在各個方向呈現不同的速率。

基于此，劉俊卿等［8］提出了一種考慮橫觀各向同性疲勞損傷的瀝青路面結構數值計算方法。本文擬在這一方法的基礎上，結合瀝青路面的實際受力特點，建立瀝青材料的各向異性疲勞損傷本構方程，并通過數值分析研究柔性路面在車輛荷載作用過程中的疲勞損傷演化問題。

2 各向異性疲勞損傷本構模型

2.1 基本假定

車輛荷載作用下，瀝青路面結構各層水平方向受拉，垂直方向受壓，并且水平兩個方向受拉程度均不同［9］。……