超载车辆的重复作用下,沥青路面破坏严重,出现多种问题,如滑移、开裂、车辙和坑槽等。以上问题降低路面平整度和车辆平稳性,严重影响二者的工作状态,加速路面和车辆的破坏。车辆振动和轮胎非均布荷载对路面结构的力学行为影响显著,在力学-经验路面设计法中应当受到重视。而现行规范和以往的研究通常忽略车辆随机振动,并假定轮胎与路面为点接触或简化为均匀接触,未能考虑路面响应和车辆动载的瞬时变化以及轮胎与路面非线性接触,这与实际的车-路工作状态存在一定差别。再者,采用线性理论分析沥青路面的动力学响应是不准确的,应考虑将非线性计算方法与路面动力学相结合。此外,以往采用多体动力学软件或者MATLAB与有限元软件联合仿真研究车-路工作性能的方法,无论是模型构建还是计算方法都存在较大的局限性。因此,建立更加接近实际的仿真模型是十分必要的。同时,车辆与沥青路面的力学行为包含了大量的非线性动力学因素,相关的计算方法也建议采用时域分析法进行计算。为解决以往研究中存在的问题,本文以ABAQUS有限元软件为平台,基于多体动力学理论和超弹性理论,构建多自由度车辆模型和橡胶轮胎有限元模型,其中悬架和车轴分别采用Cartesian属性和Hinge属性模拟,轮胎采用橡胶-帘线复合材料模拟并验证其力学性能;基于黏弹性理论推导沥青混合料蠕变柔量与松弛模量的转换关系,结合参考文献获得沥青混合料的力学参数,完成沥青路面有限元模型的构建;基于轮胎与沥青路面的法向力学行为和切向力学行为,采用Surface-to-Surface Contact接触属性模拟轮胎与沥青路面的非线性接触关系,完成车-路弱耦合振动模型的构建。利用中心差分法求解车-路弱耦合振动的动力学方程,与参考文献和测量试验对比,对本文所建模型进行验证。结果表明:基于相关理论构建的车-路弱耦合振动模型具有一定的适用性,可有效模拟实际车-路弱耦合振动的工作状态;车辆荷载的作用形式以及轴重对路面的动力响应影响巨大,在车-路弱耦合振动的研究中不容忽视;路面不平度是导致车-路弱耦合振动的主要原因,路面不平度等级降低,车-路弱耦合振动效应增强,车辆与路面的动力响应均非线性增大。不同路面位置所受到的荷载因作用形式和数值大小的差异而导致其响应表现出巨大的不同。