基于疲劳损伤与流固耦合数值和物理模拟的沥青路面水损坏动水压力驱动机理研究

目前水损坏被公认为排在第一位的沥青路面早期损坏模式，但其机理至今还不是很明确。本课题将采用先进测试技术和力学分析方法等综合手段对水损坏中的动水压力和冲刷力的驱动机理进行研究。拟采用装有渗透装置的加载试验系统研究具有不同老化和损伤程度沥青混凝土的全应力－应变渗透特性，提出渗透系数－应力－损伤模型；拟通过浸水疲劳试验，并利用声发射与高速摄影技术，研究饱水沥青混凝土的疲劳破坏机理与规律；为更加准确地描述水损坏的渐进过程，提出基于Terzaghi有效应力和损伤度表达的疲劳损伤演化方程；基于渗透模型和疲劳损伤演化方程对自上而下和自下而上两种水损坏模式进行流固耦合与疲劳损伤数值模拟，对水参与下的路面渐进破坏过程及水力驱动机理进行研究，并将计算结果与现场实测结果进行比较分析。基于研究结果提出考虑水作用和沥青老化等环境因素影响的沥青路面疲劳寿命预测方法。该课题的研究将对水损坏防治和沥青路面设计具有重要意义