沥青混凝土路面作为道路结构的面层完全裸露于自然环境中,承受着各种车辆荷载的反复作用和外界自然环境的周期性变化影响。因此,研究沥青混凝土路面结构的力学性能及疲劳特性,必须同时考虑行车荷载和环境温度变化共同的作用。 本文主要针对沥青混凝土路面在周期性变化的外界环境温度和行车荷载反复作用下的疲劳特性进行研究。首先,应用有限元软件计算了线弹性静态荷载工况下沥青路面的结构响应,接着对夏天和冬天典型气候二维平面应变状态下,某一天各主要时刻道路结构稳态温度场和瞬态温度场的日变化过程,以及热弹性平面应变假定下沥青路面结构温度应力的分布和日变化规律进行了详细地分析。最后在热线弹性的基础上将温度和荷载的耦合效应简化为应力的叠加作用,同时探讨了沥青路面的疲劳机理,并用试验回归公式给出了沥青混凝土路面的理论疲劳寿命。 研究结果表明,对于沥青混凝土路面而言,荷载应力是影响路面疲劳的主要因素,而温度应力也是不可忽视的。引起沥青混凝土路面结构疲劳开裂破坏的主要原因是周期性变化的路面结构温度应力和行车荷载的双重作用,破坏的机理是由于二者反复作用引起的疲劳损伤。