新型高速公路沥青路面车辙问题的数学模型和计算方法

车辙（即永久变形）是目前高速公路沥青路面的主要破坏形式之一，也是道路工程亟待解决的难题之一。采用硬沥青是减少沥青路面车辙的新方法，但相关的数学力学理论尚未见到，也缺乏有效的数值方法。本项目首先在申请者已有实验的基础上，利用数学和力学理论推导采用硬沥青的沥青路面车辙的非线性本构理论，研究沥青路面车辙问题的非线性偏微分方程及其边界条件；然后，建立采用硬沥青的沥青路面车辙问题的非线性无网格方法，并利用非线性无网格方法对采用硬沥青的沥青路面的车辙进行数值分析，与工程实测结果比较以说明本项目所建立的数学理论和方法的正确性；最后，通过对各种级配的沥青路面车辙的非线性分析，提出合理的硬沥青混合料级配，并应用于道路工程设计。本项目的研究将为沥青路面非线性分析提供新的数学模型和新的数值计算方法，使得可以促进沥青路面车辙分析及其相关的数学力学理论的研究进展。