考虑轴载组合与层间结合状态变化的路面动载响应分析

利用动态有限元数值计算理论和显示积分方法对路面结构的动态响应进行了分析。首先对垂直脉冲荷载和移动荷载两种加载模式下路面结构响应进行了对比，发现垂直脉冲荷载虽然能反映行车荷载瞬时性的特点，但其与实际的移动荷载相比仍存在较大误差。然后以移动荷载为加载模式，并考虑了轴载组合及路面各结构层层间粘结状态等影响因素，对移动荷载下的路面结构响应进行了详细计算分析。     

沥青路面抗车辙性能分析

为探究沥青路面车辙形成过程,以力学-经验法研究了3种结构类型沥青路面的车辙累积规律,研究流程包含温度场、沥青混合料动态模量和沥青混合料动态蠕变模型3个分析模块,其中沥青混合料动态模量和动态蠕变模型通过试验方法获取.由温度场分析模块得到不同时刻沥青路面各层的温度,通过不同温度和加载频率下试验获取沥青混合料动态模量,以此作为力学模型参数计算获取不同时刻沥青路面各层的应力状态,进而根据动态蠕变模型分析沥青路面不同层位的塑性应变,累积得到整个沥青路面面层的车辙量.结果表明:AC+AC+AC结构上、中面层为车辙产生的主要层位,而将该结构AC上面层替换为SMA上面层可显著降低沥青路面的车辙量,此时中面层对路面的车辙贡献最大.因此,从减少车辙的角度出发,推荐沥青路面结构采用SMA+AC+AC或SMA+AC+LSPM(大粒径排水碎石)结构,同时应加强中面层材料的高温稳定性设计.     

复合式路面CRCP疲劳损耗临界荷位处荷载应力研究

建立CRC-AC复合式路面三维有限元模型,分析确定了横向裂缝中部是CRCP疲劳损耗临界荷位。研究了不同CRCP裂缝间距下,CRCP疲劳损耗临界荷位处的荷载应力随路面结构参数变化的规律,对路面结构参数的确定提出了相应的建议。最后对荷载应力建立的回归模型进行了分析,得到了回归模型的各项系数,通过检验表明回归系数均能通过检验,由此得到的CRCP荷载应力计算公式精度好,表达形式简单,使用方便,可满足工程设计和理论研究的需要。     

路面动载响应模型研究

基于目前国内外路面设计方法多以静荷载为基础,这与实际路面经受的汽车荷载为动载这一事实不相符合。利用弹性动力学理论方法,借助大型有限元软件ABAQUS对动荷下柔性路面结构响应规律进行了计算分析。根据动荷载及路面结构本身特点,重点考虑了模型尺寸、层间接触状态及土基特性等因素对路面动载响应的影响。结果表明:对于较大的模型尺寸,采用无限单元方法是一种省时省力的解决办法;层间接触特别是面层与基层之间的接触状况对路面结构的变形与受力状态有很大的影响;而邓肯张模型与线弹性模型相比两者在响应恢复阶段有较明显差异。