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摘要：在目前的工作中，沥青的变形行为可以借助所谓的流变单元进行建模。一种特殊的单元（胡克、开尔文、牛顿单元）对应着每一种变形的贡献（弹性、粘弹性、粘塑性）。非单调的损伤—愈合过程可以用现象学描述，同时可以考虑借助一种新开发的损伤—愈合单元。流变单元依赖于游离的值，这些允许了变形增加的计算。在小变形的假定下，变形增加的贡献是累加的。这就产生了弹塑性材料模型。这种材料模型存在于一维和三维结构中的一种微分形式而且可以转化为一种计算模型中的算法来实现。
关键词：沥青材料特性；本构模型；流变单元；损伤与愈合
1.引言
传统的路面尺寸标注方法主要是根据实践经验和长期观察，这些考虑了各种外部因素比如风化和交通荷载[1]。这些外部因素的变化以及路面行为和磨损的效应是凭经验决定的。然而经验推导出的公式不能够充分描述如下的影响：轴载的增加、轮胎气压的增加、轮胎和沥青面层的接触应力、交通负荷的增加、接触压力的增大（因为对路面损坏的程度会使轮胎接触面积的减少）。
数值模型实现了路面承载行为的实际描述[2,3]。在实际工程应用中，借助数值模型可以系统地评价各种外部因素或结构参数的影响。进一步优化的数值模型能够用来处理考虑中的特定问题。
为了分析道路路面的受力行为，选了一些三维模型，这些模型考虑了各种因素，比如遇到的急剧变化的应力（如在车辙形成的区域）、沥青的流变特性以及未结合材料的特性。三维应力状态用三维有限单元来模拟，然而运用边界单元的数值模型促进了半无限空间体[4]。为了描述沥青层的弹性、粘性以及第三阶段的变形特点，下文介绍了三维粘塑性材料模型。
2.沥青流变三维材料模型
流变三维材料模型是分两个阶段发展起来的[5]。第一阶段提出了一种一维，然而在第二阶段借助特殊的屈服理论和能量假说模型拓展到了三维形式。
2.1一维材料模型
采用了流变模型的传统做法，起始点是弹性应变速率和粘弹性、粘塑形以及第三阶段的应变速率的叠加组合。
考虑小应变假设，有下式：
5.结论
多层柔性路面的非线性特性的真实模拟要求参数最准确的描述，这些参数有几何、特殊的结构力学、外部作用以及其他的影响因素。适当设计的数值模型可以真实刻画路面的承载特性。各种外界影响或结构参数在承载特性上的效应可借助数值模型根据土木工程标准系统地评价。除了借助数值模型准确判断路面的承载特性，结构材料的材料特性可以借助现象学基础上的材料模型予以考虑。材料特性在数学上用微分形式和一维结构进行描述，而后又借助能量假说拓展到了广义的三维应力——变形状态。沥青的材料特性对应的微分关系依赖于自由值。与力学和现象学有关的自由值可从实验结果直接获得。与纯数学有关的自由值只能通过像优化技巧这样的方法确定。
参考文献
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论文作者:宋碧亚1,姜夏2,方镇波3
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/25
标签：模型论文; 材料论文; 路面论文; 沥青论文; 特性论文; 单元论文; 数值论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;