基于ANSYS对复杂环境下沥青路面破坏研究

在极端温度与重载双重作用下,新疆地区沥青路面的正常运行期严重缩短。基于ANSYS有限元软件对新疆某沥青路面进行了温度场数值模拟,结果表明,沥青路面在极端低温下温度应力会导致路表首先开裂,随着面层厚度增加,面层层底最大温度应力减小趋势较大,而沥青面层表面的最大温度应力变化不大;温度是影响高温剪切变形的关键因素;抗车辙最不利的状况是沥青面层深度9~11cm的范围内,路表面层深度0~1cm位置处是剪应变增加幅度最大的范围。     

多轴移动荷载作用下长大上坡沥青路面动力响应研究

为了研究长大上坡沥青路面多轴重载货车对路面的动力响应的影响规律,建立了多轴移动荷载作用下的长大上坡沥青路面动力学模型,深入分析了四轴车作用下长大上坡沥青路面的动力响应规律.研究结果表明:多轴车作用下,各动力响应参数存在明显的干涉现象;水平力对面层底部纵向弯拉应变和纵向剪应变有明显的削弱作用;面层底部横向剪应变对路面的剪切流动变形作用较大,建议将其作为半刚性基层沥青路面设计的控制指标.     

干线公路陡坡路段沥青路面结构受力分析

西南山区干线公路受地形和经济条件限制,急坡陡弯路段较多,沥青路面结构层普遍偏薄,容易产生早期病害。基于弹性层状体系理论,建立陡坡路段沥青路面的三维有限元模型,分析研究了不同工况(平坡路段和陡坡路段)和不同路面结构(常规路面结构和高模量路面结构)条件下沥青路面在车辆荷载作用下的受力特性。结果表明:随着坡度的增加,沥青面层底部纵向剪应变显著增加,相比平坡路段,当坡度增至6%时,沥青面层底部纵向剪应变增加了16.83倍。建议提高沥青混合料模量以改善陡坡路段沥青路面结构的受力状态,延长沥青路面使用寿命。     

动载作用下沥青路面车辙三维有限元分析

针对沥青路面纵坡路段的车辙问题,采用矩形波动荷载加载,利用三维有限元数值法对重载,慢速及高温条件下路面各结构层竖向位移和竖向应力分布规律进行分析。结果表明：荷载越大、车速越慢、温度越高,沥青路面结构的竖向位移及竖向应力越大．沥青路面纵坡路段车辙越容易形成。     

长大纵坡路段沥青路面结构剪应力分析

为了解决山区沥青路面上坡路段严重的车辙破坏,通过对车辆纵向行驶特性以及行驶速度与坡度和坡长变化关系的分析,研究车辆对结构水平和垂直荷载随坡度的变化,并通过建立道路三维有限元模型,利用有限元计算方法分析山区沥青路面结构剪应力和剪应变的力学特性,最后采用合理的结构设计和技术指标,提高山区沥青路面抗剪切性能.     

沥青路面高温稳定性影响因素分析

从气候、荷载、材料、结构等方面简要地介绍了沥青路面高温稳定性的影响因素,仅供大家参考。     

沥青路面车辙计算与预估方法

沥青路面车辙形成机理沥青路面车辙是路面结构各层在重复荷载作用下产生的永久变形的积累。根据车辙形成机理．沥青路面的车辙可分为：失稳形车辙。高温条件下,由于在车轮荷载的反复作用下,荷载产生的剪应力大于面层沥青混合料的抗剪强度．使混合料的网络骨架结构失稳．沥青及沥青胶浆便产生流动,流动变形不断积累形成车辙。     

沥青路面车辙计算与预估方法

沥青路面车辙形成机理沥青路面车辙是路面结构各层在重复荷载作用下产生的永久变形的积累。根据车辙形成机理,沥青路面的车辙可分为:失稳形车辙。高温条件下,由于在车轮荷载的反复作用下,荷载产生的剪应力大于面层沥青混合料的抗剪强度,使混合料的网络骨架结构失稳,沥青及沥青胶浆便产生流动,流动变形不断积累形成车辙。     

水平荷载对复合式基层沥青路面力学响应的影响

为深入分析水平荷载对路面结构的影响,以复合式基层沥青路面结构为例,考虑层间不完全连续接触条件,竖向荷载采用重载条件,采用壳牌设计软件BISAR3.0为计算工具,考查水平荷载对复合式基层沥青路面力学响应的影响。结果表明:在层间不连续条件下,水平荷载对结构弯拉应变与弯拉应力分布没有影响,水平荷载作用使结构剪应力骤增、剪应力分布产生较大变化。     

基于聚类分析法的沥青路面气候分区研究

为使沥青路面结构更好适应本区域气候特点,达到延长道路使用寿命和保持路用性能的目的,对辽宁沥青路面的主要损坏形式、损坏原因和影响辽宁省干线公路路用性能的主要气候因素详细分析。分别采用累年极端最高气温、累年极端最低气温和累年极端年降水量作为分区指标,基于聚类分析法通过3个分区指标值将辽宁沥青路面气候划分为5个区域,分别为:水稳区(Ⅰ区)、低温抗裂区(Ⅱ区)、高温稳定和低温抗裂区(Ⅲ区)、高温稳定性区(Ⅳ区)、高温稳定和水稳区(Ⅴ区)。并结合区域行政界限在Arc GIS平台绘制辽宁省沥青路面气候分区图,得到各区域指标数值分布情况。     

温度及荷载对沥青路面车辙的影响分析

构建有限元分析模型,分析路面内部温度场变化规律,以此为基础分析不同温度以及行车荷载对沥青路面车辙发展情况的影响.研究表明:高温条件下车辙发展速度远大于低温条件下的发展速度;车辙深度与荷载大小呈线性相关:对于同样的荷载增长幅度,较低温度下车辙的增长幅度更大,但高温条件下车辙深度增长绝对值则更大.     

时温等效原理在车辙预估中的应用

针对某高速公路工程,预估沥青路面5 a车辙深度。建立有限元模型模拟沥青路面温度场,按方形均布的垂直荷载,分析计算荷载作用时间,借助时温等效原理将较低温度下的作用时间转化成高温下的作用时间,建立恒温作用下的沥青路面车辙计算方法,得到沥青路面典型结构5 a车辙深度。通过与实际工程5 a车辙深度的对比,基于时温等效的车辙预估计算结果与实际相符。恒温作用下的沥青路面车辙计算方法提高了车辙预估的计算效率,并通过低温季节与高温季节转化时间的对比,得到车辙主要发生的月份,为道路维护提供依据。     

移动荷载作用下沥青路面的动力响应分析

不考虑行车动荷载对路面影响的传统沥青路面设计方法存在诸多弊端,本文运用三维有限元动力学基本方法,建立了移动荷载作用下沥青路面结构的三维仿真模型,对移动荷载作用下路面的各力学指标做了响应分析,最后比较了车速对各力学指标的影响规律,发现随着车速的提高,沥青路面的各力学指标的动态响应峰值均减小.     

沥青混合料高温稳定性影响因素的灰关联熵分析

通过不同条件下沥青混合料车辙试验,以变形量为参考序列运用灰关联熵分析方法研究了混合料性质、荷载及温度等因素对沥青混合料高温稳定性的影响程度。研究表明,荷载、温度和空隙率对沥青混合料高温稳定性影响程度最为显著。然后,讨论了不同荷载和空隙率下的沥青混合料车辙变形规律,得到动稳定度、车辙变形与压实度、荷载应力的关系式。室内车辙试验用压实度为100％的沥青混合料来评价实际沥青路面的高温稳定性,确实高估了沥青混合料的高温抗车辙性能。     

轮胎接地印迹对路面结构力学响应影响的有限元分析

路面与轮胎之间的接触压力具有很明显的非均布特性,并不同于传统的路面结构分析中的双圆均布垂直荷载。本文首先根据轮胎胎面花纹类型,参考轮胎与路面接触压力的测试结果,提出接触面内的不同荷载简化模型。依据弹性层状理论,建立沥青路面多层体系的三维有限元分析模型,利用有限元计算分析不同荷载简化模型作用下的沥青路面结构响应。对在各种不同荷载模式作用下沥青路面的力学响应进行对比。结果表明:车辆荷载作用局部区域内的路面结构影响较大,对远离荷载作用面的点影响比较小。不同的轮胎荷载简化模型不影响路面结构整体力学分析。     

沥青路面影响因素及应力分析研究

随着我国经济的发展,交通运输行业也得到了迅速的发展,对公路的需求越来越多,而目前很多公路的沥青路面受到车辆压力的损害越来越严重。发生沥青路面损害的主要原因是在车辆荷载作用下产生的剪应力超过了高温时沥青混合料的应力强度导致的。通过对沥青路面结构与混合料的整体应力性能进行研究,总结了影响沥青路面应力的若干因素,希望能够对我国沥青公路的质量提高提供一定的参考价值。     

关于沥青路面面层剪应力的几点认识

目前沥青路面的车辙病害越来越严重,车辙形成的主要原因是荷载作用下产生的剪应力高于高温时沥青混合料的抗剪强度;然而,利用我国现行沥青路面设计规范进行路面结构设计过程中没有考虑剪应力的影响。通过对不同面层厚度、面层模量、基层厚度、基层模量以及不同荷载压力时沥青面层不同深度的最大剪应力进行了计算分析,为沥青路面设计提供了一定的参考依据。     

沥青路面车辙的有限元预估及防治措施

在经济快速发展的趋势下,交通量增加,路面荷载随之增大,导致沥青路面早期病害严重。车辙是最普遍最主要的现象之一,直接影响路面平整度和使用安全性,容易引发交通事故。根据试验结果分析了外因超载、高温和水等因素和内因矿料级配、沥青用量及沥青与矿料的粘附性对路面车辙的影响,提出采用ABAQUS有限元模拟连续变温条件下沥青路面的温度场,继而进行沥青路面结构的车辙预估与计算,提出相关的防治及改善措施。     

城市热岛效应对沥青路面温度场及其力学性能的影响

沥青路面的力学性能同其温度场有着密切的联系。城市热岛效应是同样大气条件下的局部高温温度场,在其影响下,市郊沥青路面结构的温度场将存在温度差,其力学性能将出现变化,从而导致市区的路面比郊区的路面更容易出现破坏。为了验证这种影响,实测了在夏季高温季节时沥青路面结构中的热岛强度,并通过轮辙试验及加速加载试验考察其对沥青路面抗变形性能、车辙试验验收标准及沥青路面结构设计过程中沥青结合料选择的影响。     

外部因素在车辙病害中的影响

高速公路沥青路面车辙产生的因素可以分为外部影响和内部影响两个方面。外部因素主要包括高温、重荷载、渠化交通、车流量、路面坡度的影响,其中高温和重荷载是两个影响最大、最普遍的因素。本文从这几个方面对车辙成因进行分析。