文献综述（或调研报告）：
本次毕业设计，应在现有的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道的基本断面结构的基础上结合国外已有的一些沥青混合料垫层的减振降噪的功能性，具体的分析得到动荷载作用下应力应变的增加趋势与沥青材料粘弹性参数的具体关系。在第一阶段文献收集和查阅学习过程中，收获颇丰，这些研究成果为后续的研究提供了很多的启示和指导性的意见，现综述如下：
,在“Theoretical analysis on ground vibration attenuation using sub-track asphalt layer in high-speed 一文中，从高速铁路产生噪声的原理入手，通过使用有限元分析方法，对比水泥混凝土道床和沥青混凝土基床对高速铁路荷载作用下的地表振动的衰减情况，并定量的分析不同厚度的沥青层、不同的列车行驶速度以及沥青层刚度（不同季节弹性模量）对振动衰减情况的影响，得到10-20cm厚的高模量的沥青层对振动起到了比较好的控制作用，且振幅随着列车行驶速度呈线性增长。本文详细的列举了相关的实验数据，提供了有限元分析所需要的轨道结构的断面模型和每一层的材料和结构组成，并对相关的振动和粘弹性理论进行简要的总结，让读者对沥青混合料的减振作用有了一个宏观性的认识，也为之后的研究思路提供了方向。
由于国内的高速铁路多用CRTS Ⅲ型无砟轨道，而本课题也是以此结构为背景进行研究的，因此对CRTS Ⅲ型无砟轨道的断面结构和受力情况进行系统的了解是十分必要的。孙璐，段雨芬、杨薪在《高速铁路 CRTS Ⅲ 型板式无砟轨道结构受力特性研究一文中，选取高速铁路CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构进行有限元的静力分析，计算荷载作用在不同位置时无砟轨道结构产生的应力大小，列车荷载作用的临界荷位和最不利位置。文中详细的给出了断面各层材料的参数和连接情况，即各个构件完全连续，并采用Tie约束进行处理，路基上采用纵连板结构。通过有限元分析软件得到不同荷载工况下结构的静力响应，并用应力云图显示输出的结果。分析得到的无砟轨道结构在荷载作用下的临界荷位和最不利荷载位置是：结构的临界荷位为板端位置；轨道板板底横向最大拉应力大于纵向最大拉应力；最不利荷载位置为轨道板板脚处；填充层最大压应力发生在荷载下方；路基支撑层的最大拉应力大于横向拉应力，最不利位置为荷载位置处。
既然课题研究的是粘弹性与振动响应的关系，那如何获取沥青材料的粘弹性参数就是需要最先解决的问题。吕松涛, 田小革, 郑健龙在《沥青混合料粘弹性参数的测定及其在本构模型中的应用一文中详细的阐述了沥青混合料粘弹特性的相关原理、材料的微分本构关系包括广义的Maxwell模型和Burger模型的组成和应力应变关系。通过对比蠕变型积分本构关系和松弛型积分本构关系的关系式和实验本身的复杂程度考虑，为便于简化计算和理解，选择从沥青混合料松弛实验出发，分析如何从拉伸松弛实验得到应变条件下的应力响应以确定沥青混合料的粘弹性参数。在分析松弛实验的应力应变关系之后，利用一定温度条件下松弛实验的各个时刻的应力除以初始应力时的应变便可得到每一加荷时间的松弛劲度模量。拟合的基本思路是：估算，的取值，使得确定的与实验数据应力除以初始应变得到的达到最佳的逼近状态，所得的值即为最佳的粘弹参数取值。简要的介绍了拟合中用到的算法即最小二乘法和L-M法的基本原理，并以Origin拟合软件为例给出试件在-15条件下的和的拟合状态和最终得到的最优的粘弹性参数。另外，笔者还指出，在得到粘弹性参数，后，代进对应的松弛函数（蠕变函数）就可求得对应应变条件下的应力响应（应力条件下的应变响应），例如松弛函数的函数关系为，。通过上述方法和基本原理结合简单的松弛实验便可得到对应类型的沥青混合料的粘弹性参数。
沥青是典型的粘弹性材料，在不同温度和不同加载方式下呈现出不同的粘弹性能，而沥青路面的开裂、车辙、疲劳等破坏问题与沥青混合料的粘弹性密切相关，因此全面掌握沥青混合料在宽温频内的粘弹力学行为是很有必要的。尹应梅在《基于DMA法的沥青混合料动态粘弹特性及剪切模量预估方法研究一文中指出路面承受的是动荷载，可以视为多个正弦波的叠加，而复数模量和相位角是动荷载作用下力学行为的基础。DMA（Dynamic mechanical analysis）表示动态力学分析，对沥青混合料这样的粘弹性材料来讲是研究周期性变化的应力（或应变）作用下的力学行为。在测定一定温度和频率范围的沥青混合料的力学性质以后，可以根据时间-温度等效原理得到经过平移后的一条基于参考温度的光滑主曲线，再将得到的主曲线的应力应变值导入拟合软件，即可对相关的粘弹性参数进行拟合，作为基本的材料参数输入ABAQUS进行后续的结构计算分析。作者详细的阐述了以下几个方面：DMA研究的背景和现状；DMA实验方法研究：包括原理、实验仪器和实验参数的选择；在得到基本的实验数据之后，利用时温等效原理确定移位因子并进一步的确定主曲线；粘弹函数的主曲线分析；基于DMA方法的沥青混合料粘弹性本构模型的选择；概述如何对沥青混合料的粘弹函数进行敏感性分析。
Jaeseung Kim,，Hyung Suk和 Namho Kim, 在“Determination of Shear and Bulk Moduli of ViscoelasticSolids from the Indirect Tension Creep 一文中，利用单轴间接拉伸（压缩）试验确定具有时间依赖性的泊松比参数值，并计算像沥青这样的粘弹性材料的剪切模量和体积模量。最后经过有限元方法对比分析并证实本文中剪切、体积模量确定方法的可靠性。在选择Maxwell模型为本构模型拟合数据时，可以得到与之前通过松弛实验类似的函数关系，即，如果泊松比是常量则由和K可得到对应的剪切模量和体积模量。
赵怀耘,刘建新,翟婉明的在《板式轨道动力响应分析方法一文中从动力学原理着手，建立耦合动力学方程，并通过仿真结果证明其响应的变化趋势与幅值的一致性。为简化计算，在计算动力响应时将轨道板视为线性粘弹性连续支撑梁，将钢轨视为线性粘弹性点支撑的欧拉梁，基于车辆-轨道耦合动力学理论，根据弹性系统动力学总势能不变的原理，建立列车-板式轨道的垂向动力学方程。
王福星在《基于ABAQUS对高速铁路环境振动的数值模拟及振动特性分析一文在总结了高速列车引起的环境振动的相关研究内容和方法的基础上，研究了无砟轨道条件下高速列车诱发的环境振动的振动特性和衰减规律。具体包括：建立高速列车-无砟轨道-地基土动力相互作用的三维模型，对相关的有限元-无限元耦合模型的原理进行详细的论述，并讨论了自由场地地基土的振动特性和衰减规律。从基本的原理出发进行分析和研究，使得衍生的后续研究更容易开展和实施。
- 有限元—无限元耦合模型的理论基础：包括有限单元法、显式或隐式求解法的选择、隐定增量步的确定方法、轨道不平顺的模拟方法、无限元的手动定义规则以及阻尼系数的计算方法。由于本课题主要的研究内容是沥青垫层对动荷载的衰减作用，而沥青材料本身又是一种非线性材料，所以掌握非线性动力学原理对其进行分析就显得十分重要了。而就隐式和算法的选择上来讲，隐式时间积分算法ABAQUS/Standard适合低速冲击问题；而对于高速冲击问题，则选用显式时间算法ABAQUS/Explicit更好。但由于隐式算法属于无条件稳定，迭代过程稳定收敛，不取决于时间步长的选择，而显式则是条件稳定的，即如果时间增量超过稳定性限值会导致结果不收敛，所以在选择分析方法的时候还需要慎重考虑。
- 列车-轨道-地基土动力相互作用模型的建立，边界条件、参数选择，时域、频域及传播衰减方面的振动响应和衰减规律：列车、转向架和轮对视为刚体，不考虑车体、转向架、轮对沿纵轴的振动，车体、转向架考虑沉浮、点头和侧滚三个自由度，而轮对仅考虑沉浮一个自由度；列车采用二系悬挂的车辆垂向模型模拟动力学行为。考虑到组成轨道结构的各层间以及轨道的底座和地基土之间的滑动相对很小，所以各部分之间采用TIE连接。
- 利用建立的模型，对自由场地振动的传播规律以及土质和地基土阻尼比对地基土振动的影响进行分析，从时域、频域及传播衰减三方面展开；自由场地振动的传播规律：距离轨道近的点的加速度、速度、位移响应图有较好的对应关系；地基土对振动有滤波的作用，尤其是对高频振动；对振动的衰减的速度随着距轨道中心距离的增加在不断减小。
聂志红在《高速铁路轨道路基竖向动力响应研究一文中对高铁路基结构形式和路基的动力响应类型进行了概述，在现有研究的基础上，对高速列车荷载作用下的轨道路基动力响应进行了理论分析、数值模拟并进行了相关的实验研究。在研究的过程中，假定轨道为层状梁结构、路基模拟为粘弹性半空间体、荷载简化为移动谐振点荷载，通过接触面应力、位移的连续建立半空间与轨道结构相耦合作用的数学模型，并通过利用傅里叶变化分析荷载速度、频率对路基表面竖向位移的影响，结果表明了相关性，且位移峰值在荷载速度接近瑞利波波速时急剧增大。借助有限元分析软件ANSYS对车辆/轨道路基耦合作用的三维模型进行仿真分析，体现了求解方法的合理性。利用建好的耦合模型分析实际的秦沈客运段的实例，分析各参数对系统动力响应的影响表明：车速对动力响应的影响较大，是研究的重点；轨道不平顺也是影响振动的主要因素，不平顺波长减小和波深增大时，均会使系统动力响应增大，高速铁路需严格控制不平顺性；加速度较动应力和动位移而言，受列车速度影响最大。
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