沥青路面被广泛应用于高速公路。当车辆在路面上行驶时,作用在路面上的动荷载是在不断变化的。这不仅影响路面的动力响应,还影响行车的舒适性。因此对路面结构动力响应及车辆舒适性分析具有理论和现实意义。基于已有研究成果,建立大型客车-人体和沥青层状道路的耦合振动模型。客车-人体模型模拟为七自由度的全车模型和前中后排的六自由度人体生物力学模型。路面为层间接触模型,为双向六车道。基于傅里叶逆变化法模拟路面不平顺,并以此作为车路振动的激励源。利用轮胎与路面的协调条件,建立人-车-路耦合振动方程,通过ANSYS平台编写APDL迭代命令对方程求解。研究成果可以为优化沥青路面结构设计和提高车辆乘坐舒适性的车辆设计提供依据。本文的主要内容和结论如下:(1)以标准高速公路为背景,把客车模型与人体生物力学模型相结合,运用自编迭代命令流对人-车-路耦合振动系统进行求解,分析了人-车-路耦合振动中路面不平顺、路面厚度、基层弹模、层间接触状态、车辆重量、车辆行驶速度、车辆制动力以及人体乘坐位置等参数独立变化时,路面动力响应、路面疲劳寿命、车辆动力响应和司乘人员舒适性的变化规律。(2)在进行路面分析时,首先分析了沥青路面在车辆荷载作用下的动力响应(包括竖向位移、垂直应力、纵向应力、横向应力、水平剪应力和横向剪应力),并探讨了道路各结构层的动力响应。然后使用最新的公路沥青路面设计规范《JTG D50-2017》与Cebon法对路面进行疲劳寿命预估,并对比两者的差异。主要结论如下:车重和路面不平顺改变对路面竖向响应的影响很大;车辆制动力变化会明显影响路面水平方向的响应;车速、沥青面层厚度和基层弹性模量变化对路面动力响应影响较小。考虑影响沥青路面疲劳寿命的因素,其中车重、路面不平顺和车辆制动力对沥青路面疲劳寿命的影响较大。(3)在进行车辆-人体响应分析时,路面不平顺、道路层间接触、车重和车速改变对车辆-人体三个方向振动均有一定的影响;制动力改变主要影响车辆俯仰振动;乘坐位置变化对人体竖向振动产生影响。然后采用烦恼率评价法、时频域评价法分析人的舒适性。在时域范围内,使用客观指标(规范ISO2631)和主观烦恼率进行评价。路面不平顺变化对人的舒适性影响最大。车速、车重、车辆制动力和路面层间接触改变对人的舒适性影响相对较大。乘坐位置不同对人的舒适性影响相对较小。在频域范围内,从人体共振角度和人的心理、生理方面进行评价。不同工况下,车辆振动频率不同,没有明显的规律,但是可以为汽车开发者提供一定的参考。