沥青混合料在高温重载条件下,粘弹塑性表现得非常明显,研究沥青路面的永久变形很重要,可以对沥青路面结构设计和车辙预防措施上提供相应的支撑与依据。利用有效的有限元模型研究沥青路面车辙,可以分析车辙过程中层间各种应力、应变变化关系以及不同作用因素下沥青路面层的力学性能,为实际路面状况提供力学参考依据。论文首先在沥青混合料室内马歇尔试验、车辙试验和蠕变试验基础上,应用ANSYS中弹塑性、粘弹性、粘弹塑性模型模拟对比验证沥青混合料的车辙规律,发现Creep模型可以有效模拟沥青混合料的车辙特征;其次与文献数据对比分析表明,Creep模型在表征全厚式沥青路面车辙上也具有效性;最后研究不同因素影响下两种不同沥青路面车辙特征以及层内力学性能。具体研究内容如下:1.应用通用有限元软件ANSYS中Creep模型,近似表征沥青路面车辙的时间硬化特点,在轮胎接地压力呈矩形分布的条件下,采用以静代动的方法,将实际动荷载等效换算成静态荷载,按照试验规程所规定的荷载作用次数,模拟室内沥青混合料的车辙形成过程,结果表明:荷载作用初期,模拟结果与室内试验车辙结果相差很大,车辙形成主要来源于混合料的压密;但随着荷载作用次数的不断增加,这种差异逐渐减小,且两种变形规律具有一致性。2.对全厚式沥青路面同样采用Creep模型,对比验证表明:Creep模型所表征的全厚式沥青路面车辙变形规律与文献中给出的规律具有一致性,模拟结果小于文献的试验结果,说明Creep模型可以近似研究全厚式沥青路面在高温与重载条件下的永久变形特性。在全厚式沥青路面应力应变云图中可以发现竖向变形主要分布在面层中层区域,最大应力出现在轮载作用轮隙中心处。3.通过模拟分析基质沥青路面和改性沥青路面在不同温度、不同荷载以及不同荷载作用次数情况下,两种沥青路面所表现的最大竖向变形、路表弯沉、轮载两侧隆起以及路面层内四种应力指标变化规律:沥青路面竖向位移随着温度、荷载作用次数以及荷载级的增加而增大,改性沥青路面的抵抗竖向变形能力要优于基质沥青路面;路表弯沉分布表明在轮载作用中心深度范围内的路表弯沉最大,逐渐向两侧减小;轮载作用两侧的隆起随着荷载作用次数的增加而增大,同时荷载级的增大也会使得隆起增大,而且最大隆起处与轮隙中心水平距离也逐渐增大;高温条件下,两种沥青路面在重复荷载作用以及荷载级不同条件下的四个应力指标规律变化一致,同时也表现出明显的数值差别,改性沥青路面比基质沥青路面更适应高温、重载条件影响;剪切应变随深度的增加先增加到最大峰值后逐渐减小;荷载级越大,剪切应变分度深度越大,相较基质沥青路面,改性沥青路面在受同样荷载级作用时剪切应变分布深度要小。