检查井及井周路面影响下的车辆荷载动态特性

为分析车辆经过检查井及井周路面时的车辆荷载动态特性,采用井周路面病害调查的方法确定了井周路面病害类型及范围;考虑井盖的变形和振动,建立了车-井盖耦合多自由度振动模型;分析了车辆荷载冲击系数随时间变化的规律及影响因素。研究结果表明：在检查井及井周路面平整度激励作用下,车辆由井周路面驶入正常路面时车辆荷载冲击系数达到最大值,此时车辆荷载为静载的1.35倍;各因素对车辆荷载动态特性影响程度从大到小排序为：井周路面病害导致的高差>检查井沉陷量>坡度变化率>行车速度>井盖刚度系数。由此可见,车辆经过检查井及井周路面时路面的平整度大小是(井周路面病害导致的高差、检查井沉陷量和坡度变化率)导致车辆荷载冲击效应是否显著的原因,也是井周路面频频破坏的主要因素之一。     

路面不平整引起的车辆动载计算方法

为了分析不平整路面上行驶车辆的动载特性,研究了西宝高速公路平整度实测结果,用正弦曲线模拟路面表面,建立了考虑汽车侧倾因素和轮胎阻尼的四自由度车辆振动模型,利用模态理论和编程计算对车辆振动模型在不同路面波长、不同振幅、不同行车速度及左右车轮激励不同时的动载进行了分析和求解,给出了车辆在不平整路面上行驶时产生的动载计算方法。计算结果表明:波形路面上产生的动荷载沿路线纵向呈波形分布,在路面上行驶的车辆对路面可能产生很大的动荷载,最大动荷载系数可达到2.0以上。     

交通荷载作用下检查井与土相互作用研究

长期以来城市道路检查井及其周边路面产生的沉陷、井周路面破损等病害,严重影响道路的平整性,进而影响行车的舒适性、安全性和交通流畅性。交通车辆荷载是车行道上检查井所受的主要活荷载,通过对交通荷载作用下检查井井壁侧向土压力、基础底面基底土压力等参数进行长期监测与现场车辆荷载试验分析,以探求井与土相互作用的传力机理,可为优化检查井设计、施工和养护提供依据。     

基于ABAQUS的检查井井周路面力学特征分析及病害防治研究

以天津市快速路为研究对象,运用ABAQUS有限元软件建立检查井井周路面结构有限元力学分析模型,分析了井周结构拉、压应力和剪应力的受力特点和变化规律,对防治检查井井周病害提出的4种混凝土钢筋骨架井圈做了可行性应力分析。研究结果显示:在汽车荷载驶入又离开检查井井周的过程中,检查井井周混凝土顶层压应力和底层拉应力都呈现先增后减的变化趋势;在混凝土井圈内设置一定数量等级的钢筋骨架,可以有效地帮助混凝土承担汽车荷载所造成的拉应力作用,避免底层拉应力破坏的现象发生,为检查井结构设计、井周病害防治以及施工提供了参考价值。     

城市道路检查井结构破坏原因分析

通过对杭州市城市道路检查井及周边路面破坏情况进行调查,对沉陷量、破坏范围等进行测量,采用有限元分析在交通荷载作用下检查井应力变化规律。结果表明,在交通荷载作用过程中,在井盖砼垫层边缘会出现较大的拉应力,同时在井座砼垫层和砌体外边缘处路面面层内会出现反复剪切应力。循环交通荷载、垫层拉应力以及反复剪切应力是导致垫层破碎和路面开裂的主要原因。     

有轨电车平交路口过渡段路面病害机理与对策

现代有轨电车平交路口段市政路面承受社会车辆和有轨电车两种荷载作用，介于道路与钢轨之间过渡区域的路面受力特征复杂，病害频发，成为市政道路上的薄弱部位。为探究平交路口过渡段路面的病害机理，在现场病害调研的基础上，对病害类型进行了统计与分类，同时建立了路-轨过渡区三维有限元模型，考虑社会汽车和有轨电车双重荷载，分析了轨侧路面结构的力学响应。现场调研结果表明，过渡区病害主要分布在轨侧30 cm范围，轨道附近路面沉降值大多分布在0～10 mm范围，裂缝和轨道周边材料剥落是主要的病害类型。力学分析结果表明，路面结构的承载力和强度不足、路面结构变形不协调、路面沉降下车辆荷载的冲击作用，是造成路-轨过渡区发生破坏的重要内在机理。针对病害产生机理，提出在路面结构下方铺设高模量混凝土以及在道路与轨道之间增设过渡区材料的处治对策。     

基于FLAC~(3D)模拟验证基层结构合理性

为验证彰武地区水泥稳定风积沙碎石基层试验路铺筑后,各项指标是否满足规范和路用要求,通过FLAC~(3D)数值模拟的方法,对新建基层后路面沉降、应力规律及塑性区分布等进行了深入研究,得到了在行车荷载作用下,Z向位移最大值出现在受车轮作用处,其值为16.56(0.01mm),小于设计弯沉71.15(0.01mm);最大和最小主应力均呈现梯形分布的趋势,当路面行车荷载对称布置时,最小(大)主应力也沿着路面基层中线呈对称分布;行车荷载作用下,整个路面基层结构没有出现剪切破坏或者抗拉破坏的单元,路基始终处于稳定状态,没有发生塑性破坏,表明基层结构的方案合理并有效。     

基于路面不平整度的车辆动荷载影响分析

为探讨在路面不平整度激励条件下对多轴重载车辆产生动荷载的影响,该研究从路表纵断面的波形状态入手,采用带有平衡悬架结构的三轴和四轴重载车辆模型,建立车辆振动模型的运动微分方程,采用动荷载均方根和动荷系数来分析不同路面工况和行驶工况对车辆动荷载的影响。研究结果表明：当车速在某范围内时,车辆系统的固有振动频率会接近路面不平整度的激励频率,导致动荷载达到最大。动荷系数一般在空载时最大,满载时次之,超载时最小,并应考虑车辆静荷载和动荷载的联合作用对路面结构的影响。车辆越重,其振动频率与路面不平整度激振频率越接近,产生共振的速度越小。对于这两种车型,其产生动荷载的最不利路面波长分别为9 m和12 m。该研究成果可为动载作用下路面结构响应研究提供参考。     

动载作用下半刚性路面动力响应的三维有限元模拟

针对交通动荷载引起半刚性路面结构的破坏问题,采用正弦波动荷载加载,利用三维有限元数值法对动载作用下路面各结构层中的垂直、水平及横向动应力分布规律进行了模拟。分析结果表明,有限元法能够很好地模拟车辆通过时半刚性路面各结构层结合部的三向动应力分布规律,其结论可以用来指导工程设计。     

山区高速公路陡长坡沥青路面力学响应研究

分析了坡面车辆行驶特性,通过建立有限元模型对不同坡度、不同路面结构及不同荷载级位和分布形式下,陡长坡沥青路面力学响应和变形特性进行了分析。研究结果表明,坡面荷载合力明显高于常规平直路段荷载,因此对路面产生了更强的破坏效果;荷载接地压力的非均布效应非常显著;坡面上发生车辙变形的可能性比常规平直路段高25％以上,需要单独设...