以衝擊動態分析模擬FWD試驗

FWD試驗利用落錘墜落撞擊路面造成衝擊載重，量測鋪面變形，再反算鋪面材料強度，是目前廣泛應用為評估鋪面結構的方法，唯反算程序多根據靜力多層彈性理論為基礎，正算研究仍限於擬動態分析，與試驗本質有差異，反算與正算結果均往往與現地數據不能吻合。本文利用三維有限元素分析，模擬落錘實體衝擊鋪面元素，將落錘與鋪面質量所影響的動態反應均納入考慮。分析模型可依據試驗之條件調校接觸橡膠墊勁度，獲得與現地量測衝擊力吻合之設定。經過再三與理論解比對之驗證步骤，最後與美國長期績效試驗計劃LTPP實驗路段時地FWD量測數據比較發現，模擬衝擊試驗之變位值平均誤差僅5%左右，而以擬動態方式模擬結果誤差高達80%。結論歸納衝擊模擬與擬動態模擬之差異，並初步探討修正因子，期望作為復續改進反算程序之基礎。