在公路工程中,路面弯沉检测是公路维修和养护的重要方式。公路检测的方法有很多。其中,无损检测的方法越来越受到欢迎。主要的无损检测仪器是落锤式弯沉仪,其产生的圆面冲击载荷可以很好地模拟行车载荷。冲击载荷作用于路面所产生的路面响应可通过传感器和计算机转换为数据信息。通过对这些数据的分析,可以对路面结构进行初步评价,为路面维修和养护提供可靠的依据。然而,无损检测实验的结果需要与理论计算的结果进行比较,通过比较可以使路面的可靠性评价更加准确。本文以落锤式弯沉仪进行路面检测为工程背景,以路面动力响应计算为目标,做出了相关的研究。其研究内容如下:(1)本文介绍了一套由谱元法理论及数学计算方法得到的有意义的路面动力响应计算理论体系。为了考虑路面的粘弹性问题,文中分别推导了频域中三种流变模型的本构关系。其中,模型分别为开尔文模型、开尔文修正模型和伯格斯模型。根据理论计算流程,利用C++编写出了一套路面动力响应计算的程序代码。(2)为了验证程序对路面动力响应计算的正确性,文中以材料均为均质各向同性线弹性材料的多层模型为例,将有限元软件ABAQUS所计算的结果与程序代码所计算的结果作对比,验证了程序对路面动力响应计算的正确性。在验证过程中,得出阻尼对线弹性影响较大的结论。(3)在公路工程中,高温等因素对路面层材料的影响很大。其中,材料往往具有粘弹性。针对粘弹性,文中进一步研究了线弹性多层模型、粘弹性多层模型以及线弹性层和粘弹性层组合的多层模型。对于线弹性多层模型,研究表明了层厚度、层模量对路面弯沉的影响较大。对于粘弹性多层模型,文中比较了三种流变模型的计算效果,表明了在计算路面动力响应方面,伯格斯模型模拟粘弹性最好。同时,研究表明,与线弹性相比,粘弹性对阻尼的敏感程度较弱;在尺寸和材料参数方面,层厚度和泊松比对路面弯沉的影响较大。对于线弹性层和粘弹性层组合的多层模型,研究表明,随着粘弹性层数的增加,路面弯沉也随之增大。因此,粘弹性对路面弯沉的影响深远。