降雨の多い地域の環境下で路盤湿度変化が路面構造の力学的応答に及ぼす影響を分析するために、応力レベルと基質吸引力を考慮した動的反発係数M_Rの予測モデルを構築し、COMSOLソフトウェアを用いて路盤および路面構造の数値モデルを作成した。係数型偏微分方程式を用いてM_Rを数値モデルの構成関係に組み込み、実測データと規範法計算結果との比較によりモデルの適用性を検証した。また、異なる降雨および地下水位条件における路面の沈下および疲労寿命の時間的変化規則を分析した。結果は、反発係数が含水率の増加とともに減少し、沈下値が含水率の増加とともに増加することを示した。路盤土の飽和度が79％から90％に増加すると、路面の最大沈下値は126μm増加した。地下水位が-5mから0mに上昇すると、路面表面の最大沈下値は62％増加した。中国及び米国の路面設計規範に基づく疲労寿命計算方法により得られたアスファルト路面層の疲労寿命結果は高い精度を示し、最大誤差はわずか2％であった。地下水位の上昇に伴い、表層底部の最大引張応力は線形に増加し、疲労寿命は減少した。地下水位が5m上昇すると、表層底部の引張ひずみは28.35％増加し、アスファルト路面層の疲労寿命は62.8％低下した。本研究の結果は、多雨地域における道路構造設計および長期的な性能保証の理論的根拠を提供する。

道路工学;力学応答;数値シミュレーション;路盤土;沈下値;疲労寿命