重载交通对柔性与半刚性路面性能影响分析

以通用有限元分析软件ANSYS为计算工具,对重载车辆荷载作用下的柔性路面和半刚性路面进行了力学响应对比分析,结果表明:柔性路面与半刚性路面的破坏机理存在明显差异.为了实现两种路面结构的优势互补,应将柔性基层与半刚性基层的结构进行合理优化组合.     

复合路面在天津港南港路改造工程中的应用

车辆荷载是决定路面结构设计和影响路面结构强度的主要因素之一,在滨海地区如何有效地减少重载交通对路面结构的影响,延长道路的使用寿命,该文结合天津港南港路改造工程取得的良好使用效果,阐述了重载交通下的路面结构改造设计与应用。     

水泥混凝土路面重载与重载交通的界定方法

近年来,人们受到经济利益的驱使,大型运输车辆的轴载大幅提高,对公路路面造成极大的损害.为此,必需对运输车辆的轴载与重载交通进行界定,提出各级公路路面的重载与重载交通界限,以便制定相应的重载路面设计方法或采取相应的行政管理措施.通过路面结构应力分析及重载道路交通组成的统计分析方法,提出各级公路水泥混凝土路面的重载与重载交通界限.     

浅析重载道路路面的设计方法

首先对路面设计指标进行分析,对重载沥青路面荷载图式进行研究,对重载沥青路面荷载图式进行阐述,然后分别探讨了交通参数、重载交通道路路面结构组合设计及厚度计算,提出重载道路设计方法使用条件以及设计步骤.     

重载交通路段的道路路面设计方法探析

分析了重载交通路段的交通状况和运维特点,总结了车辆荷载对道路路面的作用机理,包括弯曲、疲劳、剪切和车辙效应。分析了我国规范对于重载交通路段设计的不适宜性,从而提出针对重载交通路面的设计方法,首先需要确定临界作用荷载,并进行轴载换算等效,最后基于长寿命路面设计思路进行沥青路面设计,这样能够满足重载交通路段路面的运营使用寿命。     

不同形式荷载下沥青混凝土路面结构力学响应的对比分析

在分析车辆荷载作用下路面结构响应时,车辆荷载通常被简化为静止、振动和匀速移动3类形式.为了准确把握荷载不同简化形式下路面结构响应的差异,根据柔性路面的典型结构形式,建立了路面结构的离散元模型;采用离散元颗粒流软件,分别模拟了静止、振动和移动荷载对路面结构的作用,并对比分析了不同荷载形式下路面结构的力学响应.结果表明,静止、振动荷载只能反映移动荷载作用于路面结构后最大响应,亦即移动荷载越过路面结构某位置的瞬间,静止荷载响应与振动和移动荷载响应的峰值相当;静止、振动荷载不能反映移动荷载对路面结构引起的拉、压交替响应,以及车辆移动引起的路面结构内水平剪应力不同方向的两次作用.     

城市道路交叉口沥青路面受力分析

城市交叉口路面由于车辆制动启动频繁,交通渠化严重,导致车辙病害严重。针对此现象,进行了交叉口沥青路面的有限元受力分析。在有限元假定的基础上,确定了3种荷载工况下的轮胎作用面积和接地压力分布,从车辆荷载、环境温度、车辆速度、路面层厚度、面层基层模量组合等方面对路面受力情况进行敏感度分析。结果表明城市交叉口路面的剪应力是导致车辙病害严重的主要原因,车辆重载及高温低速的行驶状况更加重了病害,交叉口路面结构材料的设计应着力于提高顶层材料的车辙抵抗力。     

轴重和胎压对车轮动荷载的影响

为研究重型运输车辆对路面作用的动荷载,建立车辆动力学模型,模型中将簧上质量处理为空载簧上质量与装载质量,将轮胎刚度表示为轴重和胎压的函数。研究了轴重和胎压对车辆动荷载的影响。结果发现,车轮动荷载随着轴重和胎压的增加而增加;动载系数随着胎压的增加而增加,但随着轴重的增加而减小;胎压越高,车轮动载随轴重增加速度越快;仅仅采用轴重不足以评价重载高压车辆对路面的破坏作用,在治理超载的同时也应进一步治理超压：空载车辆对路面的冲击作用较大,不能忽视空载车辆对路面的破坏作用;实际高速运行车辆对路面施加较大的附加动荷载,现有《公路沥青路面设计规范》没有考虑附加动荷载是引起路面结构发生早期破坏的原因之一。     

不同路面结构的重载敏感性分析

我国主要的路面结构为半刚性基层沥青混路面、水泥混凝土路面及柔性基层沥青路面,不同的路面结构在荷载的作用下表现出不同的力学特性。本文通过非线性力学分析,探讨了路面结构在重载作用下的非线性特性,得出了考虑重载条件的沥青路面轴载换算方法。结合路面结构轴载状况的调查及新的轴载换算方法,分析了不同路面结构对重载的敏感性。     

重载交通路段桥梁荷载效应的分析与研究

利用山西省多条重载交通道路实际交通状况现场调查结果,分析确定其车辆荷载分布的类型和统计参数。并以此为依据,采用蒙特卡洛方法模拟实际车辆荷载流,对不同跨径、不同结构形式的桥梁计算其荷载效应,确定出任意时点的荷载效应分布函数。从而得出设计基准期内车辆荷载效应的分布类型及统计参数,并与现行规范进行对比分析,总结出重载交通条件下车辆荷载标准。     

重载作用对沥青混凝土路面损害的影响分析

重载作用会造成路面结构的强度破坏及使用寿命的缩短。根据对某沥青混凝土路面的现场勘察试验,认为重载车辆作用是导致路面损害的主要原因,初步揭示了在重载作用下沥青混凝土路面各结构层的应力特点,分析了重载作用下路面病害的原因,并提出了防治措施建议。     

基于车辆动荷载条件下的半刚性路面路基工作区深度研究

该文在研究现有路基工作区深度计算方法的基础上,根据对汽车行驶过程中动荷载变化规律的实际检测与分析,提出基于车辆动荷载影响下综合确定半刚性路面路基工作区深度的计算方法。进行室内试验采集冲击荷载的动应力数据,采用Abaqus软件进行数值模拟,对比实测数据验证道路模型准确性。进行室外道路现场观测,采集车辆动荷载数据,建立车辆动荷载模型,对比实测数据验证模型准确性。在此基础上参照现有路基工作区定义,模拟计算出不同轴重车辆在不同速度下车辆动荷载的路基工作区深度以及改变路面结构层厚度和路基填料参数对路基工作区深度的影响,得出在典型路面结构下:考虑车辆动荷载的情况,高速公路路基工作区深度应在1.14m以上,一级公路为1.23m以上,二级公路为1.29m以上,三级公路为1.42m以上,重载交通情况下路基工作区深度相应加大30~40cm。     

汽车轮胎与路面接触应力分布特点及力学模型

为分析重载交通对沥青路面使用性能的影响,研究了汽车轮胎与路面接触应力的分布特点.轮胎与路表的接触影响因素可分为两类:轮胎相关因素与路面相关因素,文章从力学的角度出发,综合考虑汽车轮胎结构类型、轮胎花纹、轮胎气压、轮胎竖向荷载、行驶速度、轮胎工作状态和路面表面几何特征与干湿状况等影响因素,分析了汽车轮胎在路面上的轮迹接触面形状、接触应力方向组合、接触应力分布特点,通过数学推导,简化荷载模型,在车辆匀速行进情况下,假设轮胎-路表接触面为矩形,考虑轮胎-路表接触力修正系数,建立了轮胎-路表三向接触应力模型,该模型有利于分析竖向接触应力、水平纵向和横向接触应力分布特征及影响因素.     

重载作用下典型路面结构动态响应数据采集与分析

通过在试验路埋设沥青应变仪、温度场传感器等路面响应监测设备,采集了荷载和环境因素作用下不同路面结构沥青层底动态应变响应,分析了动态应变响应特征和应变响应与路面温度、轴载的关系,比较了不同结构的沥青层底最大应变值,构建了路面结构沥青层底应变响应预估模型,揭示了不同路面结构在重载及温度耦合作用下的沥青层底动态应变响应规律。研究结果表明,随着轴载的增加、路面温度的升高,沥青层底最大拉应变增大;不同路面结构沥青层底应变响应变化与其结构组合、交通荷载及环境因素有关,表现出一定的重载和温度敏感性差异;在对比的结构中,组合式基层结构比永久性路面结构具有更小的沥青层底拉应变,传统半刚性基层结构在重载和较高路面温度下具有较大的沥青层底应变响应。     

基于WIM实测数据的北京市松山大桥重载交通车辆荷载模型

利用WIM动态称重系统，得到北京市松山大桥实际通行车辆的车辆荷载特征参数，经统计分析得到特征值，对其概率密度函数进行了拟合，建立了适用于本地区的重载交通车辆荷载模型，并与河北省和福建省的重载交通车辆荷载模型进行了对比。在此基础上，采用有限元模拟方法对建立的重载交通车辆荷载模型与现行规范进行荷载效应对比，分析结果表明，采用规范中公路—Ⅱ级汽车荷载设计的桥梁存在安全隐患；公路—Ⅰ级汽车荷载取值总体较为保守，但对于大跨径桥梁仍有不足，需要结合实际情况需要进一步研究。重车荷载对桥梁支座处剪力的影响较为明显，在桥梁设计与维护时应重点考虑。本研究成果可为北京地区的公路桥梁设计和结构损伤检验提供参考和建议。     

考虑重载车辆限行的新铺沥青路面车辙分析

利用Abaqus有限元分析软件,采用线性Drucker-Prager理想弹塑性本构模型描述沥青材料,结合实际道路交通量统计结果,分析了连续性周期荷载作用下沥青路面结构的车辙行为,对比了重载车辆限行前后新铺沥青路面的车辙。结果表明:车辙受到中面层性能的影响最大,沥青面层变形占路面结构总变形比例最大;新铺道路开放交通初期,非弹性变形发展较快;限制重载车辆可以有效减小车辙,开放交通较早的道路,限行对减小车辙的作用越明显。     

基于层位应力分析的重载沥青路面抗车辙设计研究

从重载条件下的车辆轴载特性分析入手,选取合理的荷载作用计算图式,着重研究重载交通条件下沥青面层内的应力分布水平,分析路面车辙的产生机理及重载条件对车辙深度的影响,并应用车辙预估模型对比不同层位抗车辙改良效果,为设计、施工提供一定的理论支撑。     

沥青路面抗车辙性能评估与结构优化研究

为了研究路面结构对车辙性能的影响,通过试验的方式对路面结构进行加强,分别对路面结构上层和中层进行加强,并对试验路面进行重载车辙试验与剪应力试验。结果得出:低速行驶的车辆对路面的车辙深度更深,并且随着车辆的荷载增加,车辙深度也会增加;通过加强路面的上层和中层,可以使路面的抗车辙能力提升,并且加强路面上层和中层的提升能力相差不多,最终得出由抗车辙功能性沥青混合料、密级配SBS改性沥青混合料、密集配普通沥青混合料三种材料的组合为最优方案。对路面进行加强、路面的抗剪能力的提升并不明显。     

武汉市城市道路重载交通分布及特点

通过分析重载货运源头分布及货运走向,掌握了武汉市主城区重载交通道路分布情况。通过对主要重载交通道路路面质量和车辆轴载检测表明,大部分路面早期病害较为严重,车辆超载超限较为严重,从而大大削弱了路面使用寿命。最后,对提高重载交通道路寿命提出了几点建议。     

水泥混凝土路面板下脱空对使用寿命的影响分析

通过对多处水泥混凝土路面板下脱空形态的试验研究,获得脱空区的形态分布规律,并据此对不同车辆荷载作用下板体内应力变化进行解析求解和使用寿命计算。结果表明,水泥混凝土路面板下脱空、超载车辆和重载车辆是造成水泥混凝土路面板早期断裂的重要因素。