重载作用下沥青路面结构动力特性分析

采用三维有限元法,分析了重载作用下沥青路面结构应力和弯沉变化规律,研究了沥青路面结构的早期破坏机理,得出在重载作用下,路面结构的表面易产生较大的拉应力,超载将使弯沉和应力急剧增大.结果表明,重载和超载是导致路面结构早期破坏的主要原因.     

重载沥青路面结构组合的抗车辙性能分析

为研究结构组合对沥青混合料抗车辙性能的影响,首先对所设计的7种沥青混合料进行动态模量及单层车辙试验,得到基本材料参数及抗车辙性能;然后对7种混合料组合而成的3种路面结构在重载条件下进行双层结构车辙试验,并与单层车辙试验结果进行对比分析;最后,应用光纤光栅智能测试技术对实际路面进行现场应变测试,根据不同路面结构三向应变测试结果评价实际重载沥青路面结构的抗车辙性能．结果表明,单层车辙试验难以准确反映路面结构的抗车辙性能,而双层车辙试验效果良好．在设计抗车辙路面时要考虑不同面层的模量组合,才能最大程度地发挥各层混合料的抗车辙性能．     

重载交通下水泥砼路面力学机理的影响分析

以水泥砼路面结构与重载交通特性为研究实体,结合南方省份高温的区域性特点,轴载偏重,轴载次数多,接地压强大,采用三维有限元程序对最不利荷载位置的水泥砼路面的动力特性进行了模拟,得到板厚、基层厚度与模量、地基刚度、接缝等重要参数对水泥砼路面结构力学行为的变化规律,为水泥混凝土路面结构设计、路面结构在重载作用下的力学响应提供了理论依据和参考。     

重载作用下海排灰基层沥青路面结构力学响应分析

目的 分析重载作用下海排灰基层沥青路面结构受力特点,验证其合理性,为海排灰的进一步应用推广提供依据.方法 应用有限元软件ABAQUS,分析不同轴载作用下的海排灰基层沥青路面结构的弯沉、应力状况.结果 弯沉随轴载增加呈线性增加趋势;底基层层底拉应力最大,当超载100％时达到0.213 MPa,接近容许拉应力;各层最大剪应力随深度变化规律为先增大,后减小,下面层和基层上层为受剪力最不利区.结论 通过对ABAQUS计算结果进行分析,认为海排灰基层沥青路面能够适应营口地区重载交通情况,但对轴载为200 kN(超载100％)的汽车要严格控制.     

重载作用对沥青路面的影响及路面设计

我国目前高级公路的沥青路面在重载交通作用下，出现早期疲劳开裂和车辙损坏主要是由于路面面层的剪应力过大所造成．探讨了剪应力在不同深度面层中的分布规律，提出在沥青路面设计时，应从路面材料和路面结构方面采取相应措施来提高路面的承载能力，避免路面早期损坏现象的出现．     

基于实测弯沉等效的重载交通沥青路面轴载换算

重载是引起当前我国沥青路面破坏的主要因素之一,其轴载换算一直是路面设计计算的关键问题.通过实测得到几条高速公路在不同轴载条件下的路表弯沉值,分析了弯沉值与轴载的相关关系,系统研究了基于弯沉等效的轴载换算指数的变化规律,最后推导出了适用于重载交通的沥青路面轴载换算公式.计算结果表明,轴载换算指数n明显大于规范推荐值,新公...     

低速重载轴承的有限元分析及研究

以某炼钢厂转炉的耳轴轴承这类低速重载轴承为研究对象,针对低速重载轴承中各零件间接触问题进行分析,确定了合适的接触形式和算法,并建立其三维实体模型。采用有限元方法,计算出轴承各元件的应力和应变。将进一步修正得到耳轴轴承计算项隙,与实测轴承顶隙进行比较,其结果令人满意。     

重载对沥青路面车辙及疲劳寿命的影响

为分析重载条件下沥青路面易产生车辙及疲劳病害的成因,基于弹性层状体系理论,利用ABAQUS有限元软件,分别通过车辙量和剪应力、基层疲劳模型表征路面车辙和疲劳寿命,研究了超重交通荷载对沥青路面车辙及疲劳寿命的影响。结果表明,当基层模量为0.4GPa,轴载从100kN增加到200kN时,压密变形量增加了29.82%,路面内最大剪应力增加了24.7%,基层疲劳寿命缩减了95.30%;而当基层模量为2.0GPa时,上述指标分别为27.67%,39.2%,99.26%。由此可知,重载对沥青路面结构破坏影响显著,且随着基层模量的增加,车辙和疲劳病害更加严重。研究结果有助于解释重交通路段沥青路面车辙及疲劳病害的成因。     

重载机车在不同牵引工况下的轮轨匹配分析

重载机车轴重增大及速度提高带来了严重的轮轨磨耗问题.针对机车在不同牵引工况下的轮轨型面匹配情况,应用轮轨型面测量仪实测机车车轮型面数据,将标准与磨耗后机车车轮型面分别和标准75 kg/m钢轨型面在对中位置匹配,建立机车轮对-钢轨三维有限元模型,并进行接触计算分析,得出如下结论:车轮踏面磨耗使轮轨间的Mises应力减小,其中标准型面的最大Mises应力点出现在轮轨表面下2~3 mm处,磨耗型面的最大Mises应力点更接近轮轨表面;牵引力使车轮的等效应力点较钢轨上的应力点位置出现纵向偏移,且随着牵引力的增加,纵向偏移量越大;车轮的踏面磨耗使轮轨接触斑中心更接近钢轨内侧轨距角;施加不同牵引工况时的轮轨横向切应力几乎不变;施加相同牵引工况时,车轮型面磨耗1 mm的轮轨纵向切应力大于标准型面,而车轮型面磨耗2 mm的轮轨纵向切应力小于标准型面.     

界面条件对半刚性沥青路面结构应力分布的影响

采用三维弹塑性力学模型的有限元方法,分析了层间接触条件、轴载对路表与路基顶面弯沉、结构层最大拉应力的分布与大小、界面摩擦力与界面位移的影响.揭示了层间界面条件与路面整体性能的重要关系.分析认为,界面连续问题是半刚性沥青路面易发生早期结构病害、极易发生水损坏的关键问题.对路基工作区的深度、最大弯拉应力计算点的位置及目前的高速公路半刚性沥青路面结构超载的临界荷载给出了建议值.     

车辆超载对沥青路面结构的影响分析

目的 研究了汽车超载对半刚性基层沥青路面结构的影响规律,为沥青路面设计与施工提供参考依据.方法 利用现行规范规定的计算方法 对3种典型路面结构在不同超载率的情况下进行分析.结果 路面超载100%时,高速公路、一级公路、二级公路三种路面结构只能使用大约475 d、511 d、365 d;当土基模量从20 MPa增加到80 MPa时,3种公路基层的层底拉应力平均降低了18%,底基层的层底拉应力平均降低了43%;轴载由100 kN增加到200 kN时.底基层的层底拉应力增加近1倍,底基层的厚度增加了31 cm,大约为标准轴载作用下基层厚度的1.5倍.结论 数值计算表明随着超载率的增加,标准轴次换算系数明显增加;车辆超载使累计标准轴次大大增加,导致路面使用寿命明显缩短;随着土基模量值的加大.结构层层底拉应力值逐渐减小;要使重载作用下路面结构的使用寿命达到标准轴载作用下的使用寿命.应该增加路面结构层的厚度.     

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。     

沥青路面表面裂缝扩展分析

沥青路面早期裂缝的出现,降低了道路的使用年限.为了研究使用状态下沥青路面表面裂缝的扩展行为,基于断裂力学理论,应用有限元软件ABAQUS,分析了移动荷载下裂缝应力强度因子K11的变化规律,研究了不同裂缝开裂深度和不同的层间摩擦接触状况下的路面响应,并探讨了面层厚度、面层和基层模量等路面结构参数对裂缝扩展的影响.为半刚性基层沥青路面的合理化设计和沥青路面的维修养护提供一定的理论参考.     

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.     

沥青路面多孔混凝土基层温度应力数值分析

为分析沥青路面多孔混凝土基层温度应力,建立多孔混凝土基层沥青路面三维有限元模型.通过数值计算方法,分析多孔混凝土基层沥青路面的温度场,提出各自然区划内的最大温度梯度变化范围.研究了面层厚度、多孔混凝土基层厚度及模量、地基模量对温度应力的影响.对条件相同的计算结果进行了对比分析,结果表明:基层温度应力随着面层厚度的增大而减小,随着基层与地基模量比的增大而增大,随着基层厚度的增大而增大.     

不同半刚性基层参数对沥青路面的影响分析

利用有限元法，研究分析不同半刚性基层参数对沥青路面的影响。结果表明：适当增加半刚性基层厚度、底基层厚度和底基层模量，可以提高路面的力学性能和使用寿命。所得结论对实际的工程施工有一定的指导作用。     

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.     

小型构造物上沥青路面结构力学行为研究

采用弹性层状体系的力学模型,利用有限元法和模型试验方法对由于小型构造物存在而导致的路表拉应力进行了详细分析并研究了其结构性能.结果表明:由于构造物存在而引起的路表拉应力受构造物顶部填土高度以及基层厚度的影响较大,而构造物两侧回填压实较为困难,则是含构造物路面产生病害的主要原因.     

沥青路面早期损坏分析

从沥青路面早期破坏特征,分析了造成沥青路面发生早期损坏的主要原因是路面结构设计技术创新不够、建设工期不合理、科研投入不足、路面结构设计不尽合理、施工质量存在问题、车辆超载等.