基层含裂缝沥青路面的应力分析

采用有限元法对基层含裂缝沥青路面进行分析，计算了不同行车荷载作用位置下，沥青路面层底的应力和裂缝尖端的强度因子，以及不同路面参数对层底应力和缝端强度因子的影响。分析结果指出，增加面层厚度可有效降低裂缝尖端应力强度因子的大小，从而延缓裂缝的发展。     

半刚性基层沥青路面裂缝分析

半刚性路面裂缝是近年来高级公路常出现的问题，分析裂缝产生的原因，主要是由于面层材料质量及基层收缩产生的反射裂缝，就此提出了减少裂缝的有效措施．     

半刚性基层沥青路面温缩裂缝的有限元分析

运用有限单元法计算了半刚性基层沥青路面温缩反射裂缝尖端的应力强度因子，并对影响其大小的各因素进行了敏感性分析，结果表明：基层和面层的模量、温缩系数增大会不同程度的导致裂缝尖端应力强度因子的增大；而增加面层厚度能有效降低温缩裂缝尖端强度因子．研究了行车荷载与温度荷载耦合作用下裂缝尖端应力场的强度特征，在这2种荷载共同作用时的裂缝扩展为复合型扩展．     

基于改进型无网格Galerkin法研究沥青路面表面裂纹

应用线弹性断裂力学理论结合改进型无网格方法研究沥青路面表面裂纹。改进型无网格法是基于一种改进的移动最小二乘（animproved moving least-squares,IMLS）近似。IMLS近似比现有的移动最小二乘（moving leas--squares,MLS）近似有更高的计算效率和精度,且不会导致系统方程产生病态。算例表明,该方法能较好地模拟裂纹扩展路径,有助于更好地了解沥青路面的开裂行为。     

基于扩展有限元模型的土工布防荷载型反射裂缝影响分析

运用ABAQUS软件建立三维扩展有限元模型(XFEM),研究了荷载型反射裂缝的扩展规律和土工布的防反特性和机理,探究了土工布拉伸模量和布设位置对防反性能的影响。使用材料试验系统开展重复加载试验验证了扩展有限元模型的有效性。分析结果表明:荷载型反射裂缝的扩展可分为4个阶段;土工布拉伸模量越大,裂缝扩展越慢,且随着裂缝的扩展,裂尖应力强度因子逐渐减小,裂缝扩展内动力不足;拉伸模量为100 MPa时最为经济有效;土工布长期受力状况不随模量变化而出现较大变化,土工布在裂缝早期发挥更大作用;土工布布设层位越高,裂缝扩展长度越大,位于基层顶面时能吸收最多的集中应力,防反效果最优。     

爆炸荷载作用下预裂缝宽度对裂纹扩展的影响

为探究预裂缝宽度对爆生、原生裂纹扩展的影响,基于焦散线系统和有限元数值模拟方法开展了一系列研究.结果表明:预裂缝可加强炮孔与预裂缝之间岩体破碎,阻碍爆生裂纹向保护岩体扩展,引导爆生裂纹向预裂缝两端扩展;在爆生气体膨胀作用下,预裂缝有闭合趋势,随着预裂缝宽度的增加,裂缝闭合用时增长,预裂缝面闭合后产生挤压应力峰值减小;爆炸荷载下,保留岩体内原生裂纹靠近炮孔一侧翼裂纹起裂时的应力强度因子小于背离炮孔一侧;随着预裂缝宽度的增加,原生裂纹的扩展长度与其两端应力强度因子均呈现先降低再上升的变化规律,原生裂纹迎爆侧起裂时的应力强度因子逐渐降低.     

津文公路沥青路面反射裂缝的原因分析

以有限元法为基础，利用ANSYS软件仿真计算出了津文公路沥青混凝土路面基层在标准轴载和温度场单独和共同作用下的最大拉应力，并与基层容许拉应力进行比较，得出了津文公路沥青路面纵、横向裂缝都是由最大拉应力引起的结论，从而找出了津文公路沥青混凝土路面产生反射裂缝的原因，这无论对理论研究还是对实际工程都有着重要的参考价值。     

用扩展有限元法分析沥青路面表面裂纹二维扩展

本文将一种新型的求解不连续力学问题数值算法——扩展有限元法(XFEM)引入了沥青路面表面裂纹二维扩展分析。扩展有限元法基于单位分解法的思想,它所使用的网格与内部结构的几何或者物理界面无关,因此可以克服例如裂纹尖端等高应力和变形集中区域进行高密度网格剖分所带来的困难。对于裂纹分析问题,裂纹能够完全独立于有限元网格存在,模拟裂纹扩展时完全不需要进行网格重构。本文先对扩展有限元法的基本原理、相应的改进函数以及线弹性断裂力学的相关理论进行了简单介绍。然后利用沥青路面二维平面应变模型,通过数值算例验证了该方法在沥青路面表面裂纹扩展模拟中的适用性和优势,为扩展有限元法在沥青路面裂纹分析中的进一步应用打下了基础。     

含反射裂缝沥青路面粘弹性损伤分析

利用粘弹性与损伤的分析理论，对含反射裂缝沥青路面进行了三维粘弹性有限元分析，模拟了裂缝的扩展过程，得到了不同加载时间和不同变温的裂缝扩展情况；三种变温条件下，对损伤区和断裂区定量分析表明，当气温低于－20℃时，路面劣化加剧。探讨了不同初始裂缝长度对路面劣化的影响，结果表明，初始裂缝长度对路面劣化影响显著；损伤因子和裂缝长度的变化趋势相似，均可以用来评价路面的疲劳寿命。     

动荷载下含反射裂缝沥青路面结构黏弹性分析

为了获得含反射裂缝沥青路面结构的工作性状，基于黏弹性动力学、断裂力学理论和平面应变有限单元法，采用ABAQUS软件，分析了车辆行驶速度、路面结构层的温度和阻尼比对单周期半波正弦荷载作用下含反射裂缝沥青路面结构的动应力强度因子分布规律的影响.结果表明，最大动应力强度因子随行驶速度的增加而减小，当行驶速度由40 km/h增加至120 km/h时，最大动应力强度因子减小了21.6%；不同温度下的最大动应力强度因子出现的时间基本相同，且最大动应力强度因子随温度的升高而减小；路面结构的动应力强度因子曲线随阻尼比的增加而逐渐后移，且最大动应力强度因子值逐渐减小，同时最大动应力强度因子出现的时间向后延迟.     

纤维沥青路面抗裂性能机理分析

针对沥青路面反射裂纹病害较为普遍的现状,以漯河市旧路改造项目,通过室内低温抗裂实验,结合平面应变有限单元法,验证了纤维材料对沥青路面抑制反射裂纹扩展的有效性。基于动力学,结合粘弹性力学理论,根据室内试验得出纤维沥青路面的本构关系,以动态应力强度因子为表征参量,探讨了纤维沥青路面在单周期垂直载荷和水平载荷共同作用下的动力特性,分析了车辆制动对纤维沥青路面工作性状的影响,研究了阻尼比,回弹模量的变化对动态应力强度因子影响。数值结果表明：掺加纤维后对沥青路面的工作性能有了较大改善,动态应力强度因子明显降低,对抑制沥青路面反射裂纹扩展起到了显著的作用。     

AC+CRC复合式路面反射裂缝的有限元分析

为给复合式路面的使用寿命预估提供参考, 采用有限元软件建立了带裂缝的沥青混凝土罩面连续配筋水泥混凝土(AC+CRC)复合式路面结构应力分析模型, 对在正载和偏载作用下沥青面层正应力和剪应力分布进行了分析.计算了沥青层荷载型反射裂缝应力强度因子, 分析出结构层厚度、模量、配筋率、层间结合状态对AC层反射裂缝扩展的影响.分析结果表明, 增加AC层厚度及底基层模量、提高CRC层配筋率、改善层间结合状态等均能较好地抑制复合式路面反射裂缝的发展, 而CRC层厚度及模量、AC层模量对复合式路面反射裂缝的发展基本没有影响.研究结果可为AC+CRC复合式路面结构设计提供一定的理论依据.     

重载交通下的不同沥青路面结构适应性分析

伴随着国家经济的高速发展,道路交通量的不断增加,沥青路面在重载、超限作用下发生早期破坏的现象日益严重。以弹性层状体系理论为依据,采用弹塑性有限元分析方法,利用ABAQUS对沥青路面结构进行三维有限元模拟,结合马鞍山交通情况分析不同沥青路面结构在不同轴重作用下面层及基层的应力应变情况。通过计算和分析,在重载作用下面层表面剪应力、弯沉及基层拉应力受到路面结构变化的影响较大,并得出柔性基层与半刚性基层沥青路面结构在重载条件下适应性,提出适应于重载交通下的沥青路面结构,推荐合理的沥青路面结构层设计参数和结构组合,根据研究结果为重载交通下的沥青路面设计提供参考。     

基于有限元法的表面疲劳裂纹扩展模拟

基于有限元法模拟了受远场拉伸和弯曲载荷有限厚度平板的表面疲劳裂纹扩展。裂纹体网格由等参奇异单元构成,裂纹体和非裂纹体之间采用多点约束连接不匹配的节点;采用1／4节点位移法计算应力强度因子,根据Paris公式计算裂纹扩展增量,三次样条插值函数描述裂纹前沿;自编软件实时跟踪裂纹扩展。计算得到的应力强度因子与Newman和Raju的经验公式结果比较,符合良好。     

长江隧道大纵坡路面结构数值模型与分析

长大跨江海隧道主体部分离地面较深,路面设计坡度高于一般隧道路面,由于隧道内行车视线差,出入隧道车辆将频繁的加、减速或刹车制动,这大大增加了大纵坡路面结构破坏的不利因素。本文的研究对象武汉长江隧道,匝道出入口路段坡度达到了4.35%-6.00%,隧道内的最大坡度也达到4%以上,形成了典型的大纵坡路面结构特点。文章结合现有路面结构组合层次和坡度条件,建立大纵坡路面结构三维有限元模型,分析在垂直荷载和水平荷载综合作用下的隧道大纵坡路面层间剪应力和沥青表面拉应力分布状况及规律,进行大纵坡路面结构受力性能研究,为武汉长江隧道和其他大型跨江海公路隧道大纵坡路面结构设计与施工提供参考。     

旧沥青路面加铺水泥混凝土层路面结构可靠性分析

针对旧沥青路面加铺水泥混凝土层后在使用过程中受到的不确定性影响因素(如荷载、环境及材料自身等因素)影响,建立了基于三维有限元的可靠性计算模型,提出考虑不确定性因素的可靠度计算方法,对于旧沥青路面加铺层设计具有重要的现实意义.通过有限元中的可靠性分析工具,利用蒙特卡罗的拉丁超立方法抽样方法,将影响路面可靠性因素视为输入随机变量,获得了加铺层厚度、累计当量轴次、旧路顶面当量回弹模量等路面设计参数对旧沥青路面加铺水泥混凝土层路面结构可靠性的影响规律,为有针对性地提高旧沥青路面加铺水泥混凝土层路面结构可靠度提供了决策依据.     

改进YOLOv5的沥青路面裂缝检测方法

针对YOLOv5在裂缝图像目标检测中未能考虑到裂缝图像背景复杂,检测目标较小导致检测效果不佳和易出现误检漏检的问题,提出了一种改进YOLOv5的沥青路面裂缝检测方法。该算法首先将轻量级Mobilenet v3的网络作为YOLOv5的特征提取骨干网络,以降低模型复杂度并加快推理速度。同时,在网络预测端引入高效通道注意力机制,提升网络局部特征捕获和融合能力。最后,通过一个嵌入Panet模块来强化裂缝图像的多尺度特征表达能力,提高对小目标的检测效果。实验结果表明,相比于原始YOLOv5算法,改进后的YOLOv5进行沥青路面裂缝检测的平均精度提高了5.6%,模型参数量降低了86.3%,图像检测时间减少了75.8%。     

动荷载作用下纤维沥青路面的黏弹性响应

目的为了分析动荷载作用下纤维的加入对路面黏弹性响应的影响.方法以Burgers模型模拟纤维沥青混凝土的黏弹性性质,基于黏弹性理论,应用有限元方法分析单周期动荷载作用下,不同荷载作用时间对不同纤维沥青路面的路表各点最大竖向位移和卸载后加载中心点竖向位移的影响规律.结果纤维加入到沥青路面后,减小了路面的竖向位移;对于不同纤维沥青路面结构,在荷载作用时间较短时,路面结构的流变性质不显著;荷载作用时间较长时,卸载后还有部分残余变形不能恢复,但路面响应规律基本相同.结论纤维的加入提高了路面的整体变形能力,但没有明显改变沥青混凝土的黏弹性性质;在单周期动荷载作用下,若荷载作用时间很短时,可以忽略纤维沥青混凝土的黏弹性特征.     

具有碎石基层的沥青路面结构的非线性有限元分析

对具有碎石基层的沥青路面结构,采用8节点等参元的弹塑性有限元模型,分析了路面结构的变形、应力及塑性区域.分析结果表明,均布车载下该结构的最大位移发生在路面面层的对称轴上,这与采用弹性层状体系设计沥青路面的最大弯沉点位置一致;最大主应力发生在沥青面层底部且最大塑性应变发生在对称轴上,塑性影响区在离对称轴3.5倍当量圆半径的范围内.与经验公式相比,该计算结果合理,为揭示沥青路面的实际工作状态提供参考.