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基于有限元法的级配碎石基层沥青路面疲劳寿命预估
摘要：
疲劳是沥青路面破坏的一个主要原因。许多因素会影响沥青路面的疲劳寿命，如道路材料、交通量和环境条件等。为了预估沥青路面的疲劳寿命，本文采用有限元法，模拟了级配碎石基层沥青路面的应力应变状态，分析了其疲劳性能，并对其疲劳寿命进行了预测。最后，我们得出了级配碎石基层沥青路面的疲劳寿命。
关键词：有限元法；级配碎石基层；沥青路面；疲劳寿命
一、引言
沥青路面是公路建设中使用最广泛的路面类型之一。它的优点是防水、防滑、耐久、抗疲劳和利于车辆行驶，但沥青路面的疲劳寿命是它存在的一个主要问题。长期的车辆负载和季节变化引起的温度变化使沥青路面受到不同程度的应力破坏，因此疲劳寿命的预测和评价对于沥青路面的设计和维护非常重要。
二、有限元法的原理
有限元法是一种数值分析方法，它将实际结构划分为有限数量的元件来近似描述整体结构，然后利用数学模型和物理模型计算应力和应变分布，从而预测结构性能。通常，有限元模型分为网格划分和单元形状两个方面。网格划分的目的是将结构划分为具有相似形状和特性的元素，而单元形状则决定了有限元法的精度。在本文中，采用转子外径为25cm的典型车辆轮胎载荷情况建立了有限元模型。
三、研究方法：
本文采用有限元法模拟了级配碎石基层沥青路面的应力应变分布情况，分析了其材料的疲劳损伤特性。我们使用ABAQUS软件建立了有限元模型。模型的材料参数采用了级配碎石基层和沥青材料的实验数据，并根据激活能模型计算疲劳损伤。
四、疲劳寿命预测
通过有限元模拟计算疲劳寿命可以得出路面的寿命。在本研究中，使用了Palmgren-Miner线性累积损伤理论对疲劳损伤进行了考虑。运用该理论计算了不同轮胎荷载下的级配碎石基层沥青路面的累积损伤，然后预测了其疲劳寿命。
五、结果与分析
本文采用ABAQUS软件分析了级配碎石基层沥青路面的应力应变状态，模拟了不同轮胎荷载情况下路面的疲劳损伤。结果表明，权益碎石基层的强度和刚度能够提高路面寿命，路面疲劳寿命随着道路材料的变化而变化，质量更好的路面具有更高的疲劳寿命。
六、结论
本文采用有限元法分析了级配碎石基层沥青路面的应力应变状态，研究了其疲劳损伤特性，并预测了其疲劳寿命。结果表明，质量更好的路面具有更高的疲劳寿命，因此，在路面设计中应优先考虑选用优质的道路材料，以提高路面的质量和寿命。
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