水平荷载对旧水泥路面沥青加铺层力学特性的影响

采用ANSYS有限元软件建立了加铺沥青层的旧水泥路面三维分析模型,考虑荷载位置和水平荷载系数进行沥青加铺层力学响应的数值分析,重点考察不同水平荷载系数下各力学指标沿深度的变化规律。结果表明：剪应力τyz及最大拉应变εmax受荷位影响较为显著;水平荷载系数对路表深度一定区域内的最大主应力σ1、等效应力σe及最大拉应变εmax有显著影响,且加铺层表面的各项应力指标所受影响最大;除了路表之外,各深度的剪应力τyz受水平荷载的影响也都较大。为利于规律分析和生产设计,对相关数据进行了拟合并给出回归公式。     

机场复合式道面力学响应敏感性分析

为了研究不同边界条件对飞机轮载作用下机场复合式道面力学响应的影响,基于三维有限元模型,考虑临界荷位到水泥混凝土板接缝的传荷能力,获取了不同起落架构型的3种飞机(B737-300,B767-300ER和B777-300ER)轮载作用下复合式道面各层的力学响应,并对不同层间结合系数、不同沥青加铺层厚度、不同水泥板厚度及有无制动力下复合式道面的力学响应做了对比分析。结果表明:多轴起落架荷载下的力学响应呈多应力峰值,力学响应随轮轴数增加显著增大且呈现出叠加效应;随着层间结合系数的减小,沥青加铺层表面应力峰值和沥青加铺层层底应力峰值均增大,水泥板底拉应力峰值减小,机型越大,力学响应对层间结合系数的敏感性就越强;随着沥青加铺层厚度的增加,沥青加铺层层底拉应力峰值逐渐增大,板底部拉应力峰值均匀减小;沥青加铺层层底应力峰值随着水泥板厚度的增加而减小;水泥板厚度在25～35 cm时,水泥板底应力峰值随厚度增加而减小,厚度在35～40 cm时,板底应力峰值随厚度增加反而增大;飞机制动过程中,沥青加铺层表面的纵向压应力增加显著,解释了跑道两端车辙比较严重的现象;沥青加铺层层底,在起落架前方表现为压应力,在起落架后方表现为拉应力,拉应力峰值沿着飞机运动方向呈阶梯形减小,除单轴双轮的B777-300外,其他机型作用下沥青加铺层层底拉应力增加显著,很好地解释了跑道两端滑移裂缝、疲劳裂缝严重的现象。     

动载作用下旧沥青路面加铺混凝土路面结构力学响应分析

为了研究旧沥青路面加铺混凝土路面结构在动态荷载作用下的力学响应,利用有限元软件ANSYS建立了加铺后的路面结构有限元模型,并对模型采用了full法进行求解,通过对模型施加半正弦动态荷载,研究了旧路、加铺层的设计参数和荷载运行速度对加铺后路面结构的瞬态动力学响应,并对混凝土加铺层拉应力进行了时间历程分析。结果表明,荷载驶过混凝土加铺层瞬间会对混凝土板块形成明显的冲击作用,速度越快造成的冲击效果越不明显,旧路沥青层动弹性模量对混凝土加铺层最大拉应力影响较低,综合地基的回弹模量和沥青层厚度对最大拉应力影响较高,加铺层厚度的变化大于加铺层动弹性模量变化对拉应力的影响。     

地下道路复合式路面结构力学分析

通过对地下道路复合式路面结构的分析,建立了地下道路沥青砼面层（AC）＋连续配筋砼基层（CRC）复合式路面的有限元分析模型,分别对路表回弹弯沉、沥青层底面弯拉应变（力）、沥青层内及沥青层底最大剪应力、CRC层底荷载应力、路基顶面压应变等力学指标进行分析,进而提出了最佳的复合式路面结构层厚度,使地下复合式路面能更好地适应其使用场所。     

碎石化水泥混凝土路面加铺层结构研究与设计

该文采用有限元法建立了碎石化条件下混凝土路面二维平面应变模型,对标准轴载和超载条件下不同类型加铺层结构的力学响应进行了计算,分析了路面弯沉、层底拉应力、层底拉应变等指标,提出半刚性基层加碎石化沥青薄层结构的有关建议。     

横观各向同性沥青路面加铺结构力学响应研究

沥青混合料具有明显的横观各向同性特性,基于各向同性弹性多层体系理论分析沥青路面结构存在局限性,考虑沥青材料的横观各向同性能获取更准确的路面力学响应.文中通过改变沥青材料横观各向同性系数,采用有限元方法对沥青加铺层结构力学变化进行分析.结果表明,随着横观各向同性系数的增大,旧沥青砼路面结构加铺层的剪应力与层底拉应力增大,...     

不同结构组合在加速加载试验条件下的动力响应

应用ABAQUS有限元软件模拟MMLS3加速加载试验条件下4种路面结构组合不同结构层层底拉应变的变化,结合试验采集的应变、应力数据分析各种结构组合的动力响应。结果表明有限元动载计算结果与试验数据相近但有所区别,结构层的动力响应在移动荷载和静力荷载条件下随着深度的变化而变化,层底最大拉应变随着荷载次数的增加而不断增加,设计的原始路面结构在力学特性方面优于其他3种路面结构。     

机场复合道面受多轮荷载作用的力学特性分析

建立机场水泥混凝土道面结构加铺沥青层前后的两种三维有限元模型。在A380-800F和B737-800两种通用机型轮载作用下,考虑多轮荷载的影响,分析道面结构的力学特性:包括道面表面弯沉、沥青层底及水泥混凝土层底拉应力、土基顶面压应变。结果表明:3个力学量的分布规律与轮载的布置位置相关,且受到多轮荷载效应的影响;加铺沥青层后改善了道面结构的受力状况,加铺层设计时可将沥青层底及水泥混凝土层底拉应力作为设计控制指标。     

基于力学响应的旧路面加铺层结构承载能力研究

为了探究路面设计方案的力学响应,进而评价路面加铺层结构的承载能力,依托惠盐高速深圳段改扩建工程,采用有限元方法建立了路面结构数值模型,全面评价了不同加铺方案的路表弯沉、层底拉应力等力学指标,对比分析了各方案在标准轴载和重载作用下的力学特征。结果表明:设置柔性基层的加铺层结构弯沉值在标准轴载作用下增加了17.5%～39.6%,路表弯沉值在重载作用下增加了2倍;在重载作用下,4种方案的层底最大拉应力增长比例为93.1%～106.0%。     

大跨径斜拉桥设纵隔板对钢桥面铺装力学特性的影响

利用通用有限元ANSYS软件,计算分析大跨径斜拉桥设纵隔板对钢桥面铺装力学特性的影响,并分析纵隔板两侧加劲肋刚度对钢桥面铺装受力的敏感性.结果表明,铺装层表面最大横向拉应力/应变最不利荷位是荷载对称施加于一加劲肋正上方且紧靠纵隔板一侧,该荷位作用下计算加劲肋的挠跨比控制在要求的1/800～1/1 700范围内;铺装层表面最大纵向拉应力/应变和最大竖向位移最不利荷位均是荷载施加于相邻两加劲肋中心之间的正上方且跨过纵隔板.同时指出纵隔板上方铺装层表面出现更明显的应力集中,它可以通过改变纵隔板两侧加劲肋刚度得以降低,而且纵隔板上方铺装层表面最大横向拉应力/应变与纵隔板两侧加劲肋刚度有很好的相关关系.     

淮安大桥桥面铺装层力学分析

结合宿淮高速公路上淮安大桥实体工程,针对大跨径水泥砼桥面受力特点,建立力学分析模型对桥面铺装体系进行受力分析,找出铺装层的最不利荷载位置,研究该位置下铺装层的应力应变规律,确定铺装层设计的各个控制指标,比较移动荷载作用下铺装层的响应,为桥面铺装层设计提供力学理论依据。     

城市快速路沥青路面结构改造方案优选研究

以某城市快速路路面改造工程为研究背景，运用ABAQUS有限元软件建立路面结构三维模型，针对原路面结构和4种路面改造结构进行了力学性能对比分析，并在此基础上对路面结构改造方案进行优选。研究结果表明:①不同沥青路面结构的各项力学指标均随着轴载的移动呈先增大后减小变化，当轴载移动至路面中心时，各项力学指标均达到最大值；②RCC混合式基层结构的力学性能较于沥青稳定碎石组合式基层结构、半刚性基层结构更优，建议沥青路面结构改造方案选用RCC混合式基层结构；③适当增加基层厚度和基层模量能有效提高沥青路面结构的承载能力和使用寿命。     

倒装路面结构在移动荷载下的力学响应分析

通过阐述有限元的动力方程建立理论依据,利用ANSYS建立路面结构和移动荷载的有限元模型,并计算倒装结构在移动荷载下的力学响应。结果表明,在移动荷载下的路面结构响应较静载小,车速的变化对其响应的影响较大,大体呈线形分布关系。在现有的路面设计理论和路面施工的基础上提供了一定的理论参考。     

冲击荷载作用下不设搭板路桥过渡段的动力响应分析

针对桥头跳车引起的冲击荷载问题,运用有限元软件,对不设搭板的路桥过渡段在冲击荷载作用下动力响应进行分析,得到不同台阶高度、车速及轴重作用下不设搭板路桥过渡段的路表弯沉、基层底拉应力以及路基顶面压应变等力学响应值。结果表明:冲击荷载作用下路表弯沉、基层底拉应力及路基顶面压应变等指标均大于静载作用下的力学响应值,路面结构设计时,应在静载作用下路面力学响应值的基础上乘以相应的动载系数。     

沥青路面抗疲劳断裂半刚性基层强度标准研究

为确保水泥稳定碎石（CSG）基层在交通荷载反复作用的情况下不出现疲劳开裂，提出了基于结构与材料一体化控制的CSG材料强度标准的确定方法；研究了CSG基层的力学特性和疲劳特性，建立了力学强度增长模型、力学指标间的关系模型和疲劳方程；推荐了四川省典型沥青路面抗疲劳断裂的CSG基层强度标准。研究发现:CSG的各项强度指标都随养生龄期呈非线性增长，采用骨架密实结构有利于提高CSG的力学强度。提出的力学强度增长方程可以准确预估不同龄期CSG的力学强度；提出了控制疲劳开裂的CSG基层7天无侧限抗压强度标准与7天劈裂强度标准的确定方法，该方法能实现结构与材料一体化设计，可进一步提升CSG基层的疲劳寿命。     

级配碎石性能的振动与击实成型对比试验

为建立振动成型和击实成型的转换关系,进行了3类典型级配碎石在振动和击实成型下的对比试验。结果表明:2种成型方法的物理指标和力学指标具有线性关系;振动成型的物理和力学指标优于击实成型;击实对级配碎石具有严重的破碎作用,且破碎作用存在临界空隙率;振动成型颗粒的定向作用使不同类型的级配碎石形成了良好的结构,物理和力学指标充分反映了材料结构类型的差异;而击实成型正好相反,由于材料和方法的不协调,使材料之间力学性能平均化。     

Selfexcited Vibrations of the Tire

In this paper a mechanical work of external forces and torques, acting on the tire has been considered. A theory has been developed for the prediction of necessary conditions for selfexciting vibrations. The theory establishes, that the mechanical work of external forces and torques must be positive, or, what is equivalent, that the tire has to transmit energy from external environment to vehicle. The work of forces and torques has been considered as a convolution of functions, which next has been submitted to Laplace transformation. The condition of selfexcitation of vibrations, obtained from above in the frequency domain, establishes, that the imaginary part of all eigenvalues of frequency response matrix must be negative. As an example, the ranges of selfexcited vibrations of the tire have been calculated. The tire has been treated as a stretched circular string. Four different models have been considered. Three of them have been massles (kinematic), namely Pacejka's model, Von Schlippe's model and single-point model. As fourth model the dynamic Pacejka's model has been considered. The influences of longitudinal deflections on the shimmy tendency have been studied for all models

Frequency response characteristics have been numerically computed and compared for all models. A critical speed and a critical reduced frequency of first and second kind have been defined. Admissible, negative, imaginary parts of the eigenvalues of frequency response matrix have been established. These admissible values of imaginary parts of eigenvalues assure, that the energy absorbing does not excite shimmy vibrations.     

大跨径桥梁钢桥面双层铺装力学性能控制指标计算简式

采用有限元方法建立在车载作用下大跨径桥梁钢桥面双层铺装的力学响应计算模型。在结构设计参数常用取值范围内,对不设纵隔板和设置纵隔板两种常用钢桥面双层铺装的力学性能控制指标(拉应力和局部挠跨比)进行对比分析。同时,通过逐步线性回归方法拟和出大跨径桥梁钢桥面双层铺装力学性能控制指标的近似计算公式。得到的近似计算公式的精度检验和工程实例分析结果表明,近似计算公式精度很好,满足工程设计和理论研究的需要。     

基于黏弹模型的交叉口路面力学响应分析

为研究交叉口路面在重载和水平荷载作用下的力学响应,考虑沥青混合料在高温时的黏弹特性,建立基于广义Maxwell的黏弹力学模型,探究温度、水平荷载、竖直荷载对路面最大剪应力的影响。文中基于SMA-13、AC-16、AC-20沥青混合料动态模量的试验数据,对黏弹有限元模型的参数进行标定,建立5项Prony级数的力学模型,对交叉口路面力学响应进行了分析。结果表明,最大剪应力峰值出现在路面的上中面层;在水平制动力影响下,路面最大剪应力的最不利荷载点位于荷载圆沿道路纵向的最前方,建议可在城市道路设计时增加最大剪应力控制点;路面的上、中面层对温度的变化更敏感。