基于传递反射矩阵法的公路路面动力响应及优化结构研究

为了克服传统传递矩阵方法易出现溢出或病态矩阵的不足,采用传递反射矩阵法(TRM)来推导层状公路结构动力响应解,并利用Hankel数值逆变换技术进行了数值求解。传递反射矩阵的元素中全部由负指数项构成,且单个矩阵尺寸小,大大地提高了计算的效率和精度。通过传递-反射矩阵法计算得到的解析值与模型试验值基本相吻合,验证了该计算法的科学性与正确性。以典型层状公路结构为例,利用传递反射矩阵法计算分析了不同面层刚度与厚度时基层底面竖向应力和竖向变形的变化规律,研究表明,面层性质对于公路结构动力响应的影响会随着结构参数的增加而逐渐弱化,科学合理地设计各个结构层的参数可以有效降低路基路面在车辆荷载下的动力响应。在上述基础上,计算了4种路面结构优化方案下的动力响应,根据动力响应指标的增减幅度筛选出了最终建议方案,研究结果可为公路路面结构设计与维护提供参考。