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在我国多雨地区,沥青路面常见的病害主要为水损害。水在车辆荷载的反复作用下会产生孔隙水压力和真空负压抽吸压力的作用,使沥青路面结构内部的粘附性降低,丧失了集料之间的粘结力,从而致使沥青膜从集料表面脱落,进而造成沥青路面水损害。透水路面的合理设计是减轻水损害产生的重要手段。目前透水沥青路面的水-力耦合作用机制尚不清楚,透水沥青路面在温度、饱水和荷载共同作用下、非饱水荷载共同作用下的动力响应机制的研究尚未进行,这些问题的解决都将直接影响沥青路面水力耦合作用机制以及动力响应特性揭示。因此,本文对透水沥青路面在水-力耦合作用下、热-水-力耦合作用下、水-气-力耦合作用下的动力响应机制进行研究,基于路面材料为弹性多孔介质的假定以及Biot固结理论,建立三维沥青路面系统结构有限元模型,采用有限元数值模拟的方法获得路面各结构层的应力、位移和孔隙水压力,通过分析各物理参数的影响以揭示水损害的机理,为透水沥青路面的设计提供理论依据和技术指导。本文的主要研究内容描述如下:(1)水-力耦合作用下的透水沥青路面动力响应研究。利用多场耦合分析软件COMSOL,建立移动荷载作用下的饱水沥青路面三维有限元模型,结果表明,弹性模量的变化对于路面的竖向应力有较大影响,对于横向应力的影响较小。动荷载作用下沥青路面上面层-中面层之间承受的横向拉应力最大。因此在沥青路面的设计中,应着重对此位置进行防裂设计;速度对于饱水沥青路面的孔隙水压力影响较小,而荷载峰值的大小对孔隙水压力有较大的影响。当荷载峰值增加50%时,孔隙水压力增大59.8%,说明荷载峰值的增大会加剧路面的水损坏。(2)热-水-力耦合作用下的透水沥青路面动力响应研究。建立热-水-力耦合作用的三维沥青路面有限元模型。分析在移动荷载和温度荷载共同作用下,模拟饱水沥青路面的动力时程响应结果。结果表明,仅在温度荷载作用下,路面结构的竖向应力仅在顶层有较为明显的变化。并且温度的升高会增大路面的横向拉应力。(3)水-气-力耦合作用下的透水沥青路面动力响应研究。基于非饱和渗流理论,模立了水-气-力耦合作用的三维沥青路面有限元模型,并与饱水沥青路面结果进行对比分析。结果表明,非饱水沥青路面最大横向应力约为150kPa,而饱水沥青路面最大横向应力结果约为800kPa,说明水的排出对于避免道路出现裂缝有很大的作用。非饱水沥青路面的最大孔隙水压力为56.76kPa,与同条件下的饱水沥青路面相比下降了 40.70%。本文通过分析水-力耦合、热-水-力耦合、水-气-力耦合作用下的透水沥青路面的动力响应,揭示水损害的机理,为透水沥青路面的设计提供理论依据和技术指导。