移动荷载下机场刚性道面惰性点影响因素分析

在原有惰性点理论静力分析的基础上,结合Kirchhoff薄板运动微分方程,就Winkler地基上的刚性水泥混凝土道面板在移动荷载作用下,文章对惰性点存在性进行了研究,同时分析了刚性水泥混凝土道面板惰性点在移动荷载作用下受车辆速度、面板厚度、泊松比、密度和地基阻尼等因素的影响规律。研究结果表明:在移动荷载作用下,刚性水泥混凝土道面结构存在惰性点,并且此惰性点受车辆速度、板厚影响较大,而板的泊松比、密度和地基阻尼对惰性点影响较小,可以忽略不计。移动荷载下惰性点的存在性分析结果,为下一步惰性弯沉法在移动荷载下道面结构参数反演回归分析提供了基础。     

沥青路面不平整状况下结构动力响应分析

研究路面在振动荷载作用下的力学响应特征,为路面结构的设计、施工、养护以及制定公路法规限制超载提供依据。论文应用有限元方法,根据系统动力学和车辆振动理论建立振动模型,分析了超载情况下弯沉和弯拉应力的变化规律,比较于匀速状态,弯沉、最大纵向压应力、最大横向压应力、最大压应力(正应力)、最大水平剪应力增幅非常显著;超载重载在平整路面条件下对路面结构弯沉和弯拉应力的大小影响显著;对弯沉的验算得出,匀速状态当超载率超过30%时,即不满足设计弯沉标准,而加速状态、刹车制动状态以及考虑不平整度的振动荷载条件下在标准荷载时就已经不满足设计弯沉标准。分析方法及结论有现实意义。     

固化剂水泥稳定土基层沥青路面结构数值分析

采用路邦固化剂水泥稳定土作为某高速公路路面结构的基层材料,应用三维有限元软件计算了该路面结构在四种典型车型额定荷载、欠载、超载等荷载工况作用下的力学响应,重点分析了路面弯沉和水平、竖向应力等数据。结果表明:采用路邦固化剂水泥稳定土作为基层材料的沥青路面结构具有较强的路面承受能力,采用固化剂作基层稳定材料是可行的。     

混凝土路面传力杆界面应力分析

为了研究混凝土路面传力杆处应力分布规律及接缝传荷能力,建立水泥混凝土横向接缝三维有限元模型,对不同面板厚度、不同传力杆直径工况下的应力分布规律及传力杆松动对接缝传荷能力影响进行分析。研究结果表明:界面混凝土最大主拉应力随面板厚度的增加而降低,最大剪应力随面板厚度增加呈现先增大后减小趋势,界面混凝土最大主拉应力和最大剪应力随传力杆直径的增加均呈现先增大后减小的趋势;传力杆松动情形下,最大主拉应力和最大剪应力变化幅度较小,但接缝传荷能力下降明显,松动间隙由2 cm增大到6 cm时,传荷系数由93.2%降低到76.1%。     

行车荷载作用下水泥混凝土路面板角隅脱空数值仿真分析

为了研究行车荷载作用下,水泥混凝土路面板角隅不同脱空状态对路面板面层的影响,通过有限元软件ADINA,考虑真实轮胎荷载作用,针对轮胎在不同轴载作用下、不同脱空面积以及非脱空状态下建立的9块水泥混凝土路面板有限元分析模型,分析在不同工况作用下的脱空状态(角隅脱空)对路面结构作用力的影响。结果表明:通过对不同脱空状态仿真数据的分析,得出在角隅不脱空和角隅脱空的情况下,当路面基层脱空时,角隅不脱空处面层的弯沉和弯拉应力明显大于角隅脱空面层的弯沉和弯拉应力,脱空区域上的面层最大弯沉和最大弯拉应力是非脱空时的1.13倍和1.36倍,可以看出脱空区对于路面结构非常不利;对于不同脱空面积下的角隅脱空,随着脱空面积的增大,脱空区域内路面板面层的动力响应显著增大;对于相同脱空面积下且不同轴载的角隅脱空状态下,随着轴载的逐渐增大,脱空区域内路面板面层的弯沉和弯拉应力应逐渐增大。因此采取交通管制、及时注浆或者灌浆和降低轴载等补救措施可以有效的减缓含水脱空区域水泥混凝土路面板结构的破坏。     

基于Abaqus蠕变本构的重载路面车辙分析

车辙是高温地区半刚性基层沥青混凝土路面典型破坏形式之一。重载交通以及重载交通下车辆的行驶速度对路面永久变形有一定的影响。采用大型商用有限元软件Abaqus,分析在高温重载条件下,车辙产生过程中沥青混凝土面层蠕变的发展规律,并比较重载交通下车辆的行驶速度对于路面车辙的影响。结果表明,重载交通对路面的永久变形影响明显,车辙深度随轴重的增加而增加。同时,随着累计荷载作用次数的增多,前期的路面变形发展较快,后期逐渐趋于稳定。随着重载交通下车辆的行驶速度的加快,路面车辙呈减小的趋势,与荷载的影响程度相比,行驶速度对于车辙的影响较小,但不容忽视。     

刚性路面结构设计中增补弯沉指标的研究

本文应用具有接缝的混凝土路面有限元程序,综合分析了水泥混凝土路面的弯沉状况,编制了实用的弯沉计算用图,提出了考虑弯沉指标的刚性路面结构设计中基础综合模量的计算方法。     

小尺寸水泥混凝土路面的有限元分析

减小板的平面几何尺寸能够降低荷载与温度梯度作用下水泥路面板的荷载应力及温度应力,基于此本文提出农村公路小尺寸水泥混凝土路面的概念,建立了小尺寸水泥混凝土路面板的有限元分析模型,分析了标准轴载作用于临界荷位时,荷载应力随板长、板厚的变化关系,荷载应力随基层厚度、基层模量的变化关系,并且进行了小尺寸水泥混凝土路面温度应力的计算分析,在此基础上提出了典型的小尺寸水泥混凝土板的平面尺寸。     

RESEARCH ON SMALL SLAB CEMENT CONCRETE PAVEMENT WITH FINTTE ELEMENT METHOD

减小板的平面几何尺寸能够降低荷载与温度梯度作用下水泥路面板的荷载应力及温度应力,基于此本文提出农村公路小尺寸水泥混凝土路面的概念,建立了小尺寸水泥混凝土路面板的有限元分析模型,分析了标准轴载作用于临界荷位时,荷载应力随板长、板厚的变化关系,荷载应力随基层厚度、基层模量的变化关系,并且进行了小尺寸水泥混凝土路面温度应力的计算分析,在此基础上提出了典型的小尺寸水泥混凝土板的平面尺寸.     

超载对水泥混凝土路面力学响应的有限元分析

用三维有限元接触模型研究了超载对水泥混凝土路面力学响应的影响,并据此分析了其对混凝土路面使用寿命的影响,结果表明：随超载率的增加,水泥混凝土路面结构的力学响应值大幅增加,而路面结构的使用寿命大幅缩短。     

旧水泥混凝土路面状况调查及评价研究

水泥混凝土路面破坏过程是一个复杂的发育过程。本文通过分析旧水泥混凝土路面破损原因,提出了旧水泥混凝土路面评价体系的两个大类、路面平整度、路面抗滑性能、路面破碎状态和接缝荷载传递能力、路面弯沉、板底脱空等六个评价指标和评价标准,为破损路面的综合评价提供了研究方法。     

加载速率对路面混凝土抗弯拉特性影响的试验与应用研究

车辆荷载是明显的动态荷载,不同车速情况下车辆对路面混凝土施加的荷载特性与作用速率不同,而弯拉强度是水泥混凝土路面的设计控制指标,为了探讨加载速率对路面混凝土弯拉特性的影响规律,对C40混凝土小梁试件进行了不同加载速率下的三分点弯拉试验,分析了加载速率对路面混凝土弯抗强度及弯拉弹性模量等弯拉力学指标的影响规律,根据试验结果建立了混凝土弯拉强度与加载速率的相关公式,并且对试验结果进行了应用分析。有利于明确水泥混凝土路面在车辆荷载作用下的实际受力机理、优化水泥混凝土路面设计。     

动荷载下双绞合钢丝网沥青加铺路面有限元分析

利用ABAQUS软件建立旧水泥路面上加铺双绞合钢丝网沥青路面的三维动荷载模型,通过选取接缝处轮载中心正下方AC层底位置作为计算点位,以其最大剪应力和最大拉应力为计算指标,研究了双绞合钢丝网加铺层结构的动力响应,同时考虑我国重载情况较普遍,研究重载下加铺层层底应力的变化规律,结果表明:车辆荷载处于接缝正上方时,剪应力到达...     

水泥混凝土路面增设传力杆的养护技术探讨

水泥混凝土路面传力杆的加装可以改善荷载在相邻板间的传递,降低断裂板内的应力、路面弯沉及相邻板的弯沉差。从而防止路面板错台、脱空、碎裂等进一步损坏的出现,使得路面的使用性能、整体性能得以恢复。进而延长路面的使用寿命,推迟路面大修的时间。本文主要结合施工经验,对水泥混凝土路面增设传力杆的技术做了分析和阐述。     

层间接触状况对水泥混凝土路面的影响

利用界面单元模拟了不同交通等级条件下水泥混凝土路面板与二灰碎石层的接触状态,重点讨论了层间接触面粘聚力和摩擦角变化时,路面板的弯沉和层间剪应力的变化规律。研究表明:当接触面粘聚力一定时,轮隙处最大垂直位移(弯沉)随接触面摩擦角的增加呈现不规则变化;当接触面摩擦角一定时,最大弯沉和板中最大拉应力基本上随粘聚力的增加而增加,但当粘聚力大于10kPa,最大弯沉和板中最大应力均不再发生变化;在各级交通等级条件下,层间接触面的剪应力很小,不会发生层间的剪切破坏,因此,在施工过程中企图以增大层间粘聚力来提高施工质量的作法是不可取的。     

基层对水泥路面长期性能的影响研究

基层力学参数对水泥混凝土路面板的受力有很大的影响。采用三维有限元法分析了基层参数,包括基层模量、厚度以及层间接触界面特性对水泥混凝土路面板的荷载应力、温度翘曲应力、路表弯沉的影响。结果表明:提高基层模量和厚度可以有效降低路面在车辆荷载作用下的应力,提高基层的支承刚度,从而减小板角挠度,防止产生初始局部脱空。提高基层的模量和厚度可以改善基层顶面的挠度分布。     

基于多板系统的隧道刚性路面有限元分析

本文通过对带接缝多板系统和地基的耦合分析来研究隧道刚性路面板的性能 ,研究中把地基假定为文克勒地基 ,路面板间的接缝假定为剪切弹簧单元 ,并用压缩矩阵简化法解算多板系统。编制了有限元分析程序 ,此程序可得到隧道路面板的荷载 弯沉曲线 ,结合无破损弯沉检测法可判断隧道路面性能。     

基于FWD的水泥路面板角脱空弯沉分析

论文研究了水泥路面结构参数以及脱空尺寸对落锤式弯沉仪(Falling Weight Deflectometer, FWD)的检测结果的影响。基于ABAQUS软件建立水泥路面板角脱空有限元模型,采用弹簧单元法模拟路面板之间的接缝传荷,通过移除基层脱空区域的材料建立不同脱空尺寸的模型,并结合正交试验对弯沉进行各影响因素敏感性分析。结果表明,板角脱空尺寸对板边中点弯沉无显著影响,板边中点弯沉受地基反应模量影响最大,板角弯沉和弯沉比受接缝刚度和板角脱空尺寸影响比较显著。     

基于多板系统的隧道刚性路面有限元分析

本文通过对带接缝多板系统和地基的耦合分析来研究隧道刚性路面板的性能，研究中把地基假定为文克勒地基，路面板间的接缝假定为剪切弹簧单元，并用压缩矩阵简化法解算多板系统，编制了有限元分析程序，此程序可得到隧道路面板的荷载－弯沉曲线，结合无破损弯沉检测法可判断隧道路面性能。     

钢纤维混凝土材料在旧混凝土路面修补工程中的应用

随着国民经济建设和公路交通事业的飞速发展,城市道路和国道干线公路的车辆荷载及密度越来越大,行驶速度越来越快,导致路面的损坏也日趋严重。被损坏的水泥混凝土路面翻修不仅投资大,施工周期较长,而且严重影响交通畅顺及行车安全。用普通水泥混凝土修复路面虽然强度高,板块性好,有较好的抗磨性、耐久性,但它的最大缺陷是脆性大、易开裂、耐温性差,路面板块容易受弯折而断裂,所以要求路面面板应有足够的厚度来满足抗