车辆荷载对沥青路面破坏的影响研究

轮胎与路面间接触压力具有很明显的非均布性,根据轮胎胎面花纹的类型,提出荷载简化模型,并利用有限元计算分析不同荷载作用下的沥青路面结构响应。结果表明,轮胎与路面接触面的局部区域内,不同荷载模式的影响相当大,这对进一步解释路面面层的破坏现象提供有益的参考。     

非均布荷载作用下路面结构力学响应计算

选取了典型车型和典型路面结构,考虑了轮胎接地面积折减和压力的不均匀分布,进行非均匀分布垂直荷载作用下,沥青路面结构内力学响应的三维线弹性有限元计算,并分析了路面结构层模量变化时的影响。结果表明非均布荷载作用下面层结构内的剪应力值要明显大于均布荷载作用下的情况,现有设计方法可能低估了车辆荷载引起的路面响应。     

沥青路面结构动力响应模型验证及分析

在移动荷载作用下研究沥青路面的动力响应是掌握路面结构行为的前提条件,由室内试验所得数据确定材料参数,选取合理的沥青路面结构,借助有限元软件Abaqus建立沥青路面结构模型,将汽车荷载简化为移动的均布荷载,用8节点等参元模拟路面结构,分析在标准动态荷载作用下路面结构的应变响应,并且在试验路段埋设传感器,实测路面结构应变,验证模型的可靠性。     

非均布动荷载作用下沥青路面粘/线弹性有限元分析

为探求非均布动荷载作用下粘／线弹性沥青路面模型之间的动态响应差别,结合我国当前半刚性基层路面特点,采用层状体系理论,建立ANSYS3-D有限元模型,施加非均布动荷载,进行非线性求解计算,并对路面结构模型各层的动态力学响应进行比较分析和研究．     

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.     

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...     

考虑横坡的轮胎路面接触压力分布的有限元分析

利用有限元软件轮胎与横坡路段路面结构作用的有限元模型,分析不同坡度条件下的轮胎接地压力分布,研究坡度对轮胎路面接触压力分布的影响规律。结果表明,道路横坡对轮胎路面接触压力分布的规律有显著影响：横坡的坡度对轮胎路面接触压力分布存在显著影响,当坡度较小时,接地压力在横向呈对称分布,最大接触压力出现在接触面横轴中心,随着坡度增加,上坡方向的轮胎路面接触面积明显大于下坡方向,接触压力最大值出现位置也出现偏移;横坡路段轮胎与路面之间接触面积较大,但总体的接触压力水平较低。     

非均布移动荷载作用下黏弹性沥青路面动力响应分析

基于实测非均布车辆荷载移动特性,采用Witczak黏弹性模型动态剪切模量,建立了非均布移动荷载作用下沥青路面结构瞬态动力分析的三维有限层模型,通过3D-MOVE Analysis软件分析不同路面温度、不同车辆行驶速度下沥青路面动力响应的时程变化和横向分布规律,并与均布移动荷载的计算结果进行比较。结果表明:路面结构层动力响应具有交变特性;基层与土基应变恢复具有滞后现象;面层顶面出现应力应变集中现象;在双轮加载区域内路面动力响应横向分布具有非对称性,各动力响应峰值出现在不同横向位置上;与均布移动荷载比较,非均布移动荷载作用下的动力响应沿横向变化较小;随着车辆行驶速度的增加,面层底部动力响应先减小后增大,有一个峰值点,临界速度约为48 km/h;当路面温度由-10℃升高至50℃时,面层底部纵向、横向应变突变幅度分布分别增加了2.75,1.53倍,面层底部剪应力显著增加,且高温下面层底部剪应力容易出现应力集中现象。     

不同非均布荷载下的沥青路面力学响应及疲劳寿命分析

为了分析超载对半刚性基层沥青路面的力学响应及疲劳寿命的影响,通过三维有限元软件ANSYS,建立非均布荷载作用下的三维有限元模型,对比分析单轴10 t、15 t、20 t、25 t四个轴重下的力学响应及疲劳寿命结果.四个不同轴载作用下的结果表明:随着荷载的增加,路表弯沉、沥青层底压应力、基层及底基层底拉应力、土基顶面压应...     

移动行车荷载下半刚性基层沥青路面的动力响应分析

随着我国经济的蓬勃发展， 高等级公路的总里程不断增加， 半刚性基层沥青路面是目前高等级公路最主要的路面结构型式。 为了进一步了解半刚性基层沥青路面在移动行车荷载下的力学响应， 以浙江某高速公路为背景， 利用 MIDAS GTS 软件建立了全断面三维有限元模型， 采用标准轴载 BZZ-100 对轮胎接触面积内的路面施加移动行车荷载， 对路面结构各层竖向位移、 正应力和剪应力的分布和变化规律进行了分析研究。 分析结果可为路面结构设计提供参考。     

全厚式沥青路面三维有限元分析

通过选用具有代表性的全厚式沥青路面和半刚性基层沥青路面,利用ANSYS有限元计算软件,建立路面结构三维模型对路面在车辆荷载作用下的力学响应进行分析,可知全厚式沥青路面在抗疲劳损坏和永久变形方面都较半刚性基层沥青路面略胜一筹,且寿命更长,因而具有广阔的应用前景。     

全厚式沥青路面三维有限元分析

通过选用具有代表性的全厚式沥青路面和半刚性基层沥青路面,利用ANSYS有限元计算软件,建立路面结构三维模型对路面在车辆荷载作用下的力学响应进行分析．可知全厚式沥青路面在抗疲劳损坏和永久变形方面都较半刚性基层沥青路面略胜一筹,且寿命更长．因而具有广阔的应用前景。     

典型沥青路面结构的力学响应对比分析

针对半刚性基层沥青路面、柔性基层沥青路面和复合式基层沥青路面三种国内典型路面结构,采用有限元分析软件建立仿真模型,模拟计算沥青路面拉应力、拉应变及剪应力等力学参数,对比分析三种路面结构在相同荷载及边界条件作用下的力学响应。通过对比分析可知:半刚性基层沥青路面竖向承载能力强,基、面层相接处受力不利;柔性基层沥青路面,基、面层共同承担外荷载,路面整体受力均匀,但变形较大;复合式基层沥青路面设置了柔性过渡层,综合了其他两种路面结构的特点,具有更广泛的适用性。     

基于移动荷载分析的沥青路面结构优化设计

为了优化沥青路面结构设计,借助大型有限元软件ABAQUS将汽车荷载简化为移动的均布荷载进行路面结构动力分析。利用正交分析方法,选择路面结构各层的厚度、弹性模量值以及泊松比等共17个因素,各因素水平为3个,由统计软件SPSS生成L64（317）的正交表,进行了64次数值模拟试验,然后根据理论知识和实际经验,选取具有代表性的12个考核指标进行综合比较和分析。最后得到了重型货车动荷载作用下动力响应最小的沥青路面结构组合。     

非均布轮载下沥青路面结构层厚度变化时的力学响应分析

轮胎与路面的接地形状更接近于矩形,且对路面的作用力也呈现出非均匀分布.采用三维有限元分析工具,分析了不同的沥青路面结构、不同的车型,当路面结构层厚度变化时的力学响应变化规律.     

非均布轮载下沥青路面层厚度变化时的力学响应分析

轮胎与路面的接地形状更接近于矩形，且对路面的作用力也呈现出非均匀分布。采用三维有限元分析工具，分析了不同的沥青路面结构，不同的车型，当路面结构层厚度变化时的力学响应变化规律。     

重载非均布荷载下沥青路面力学响应分析

选取不同的典型沥青路面结构,采用动态参数,进行了6个等级的非均布荷载作用下的8种路面结构有限元力学响应计算.结果表明:面层是沥青路面结构受力的最不利位置;在双矩形荷载作用下,沥青层底水平横向拉应力和拉应变最大值位于单轮底部中心偏外的位置;路表轮隙中心的应力状态主要和沥青面层厚度和交通荷载有关,随荷载增大,路表应力最大值作用点主要在轮缘外缘附近位置出现;路表最大剪应力随基层类型和沥青层厚度的不同而不同,路表最大剪应力出现在双轮及双轮之间的范围.所得结论可为重载条件下沥青路面设计指标的提出提供理论依据.     

凝冰条件下沥青路面与轮胎接触摩擦动力响应分析

综合考虑轮胎材料超弹性和路面材料的粘弹性、轮胎与路面间的瞬态接触摩擦作用,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立凝冰条件下轮胎与沥青路面接触的有限元模型,分析沥青路面动力响应规律。结果表明：凝冰条件下沥青路面路表弯沉在轮胎作用的区域明显增大,在没有直接作用的区域弯沉逐渐减小,且路表弯沉随着摩擦系数的增大而逐渐增大;路表水平剪应力以轮胎作用区域为中心呈反对称分布,且最大水平剪应力在轮胎经过前随着摩擦系数的增大而减小,而在轮胎经过后随摩擦系数的增大而增大。路表竖向应力在轮胎作用的瞬间出现应力集中现象,在非作用区域则很小,竖向应力随着摩擦系数的增大而减小;同时阻尼对凝冰沥青路面力学响应也有着重要的影响。     

荷载接触形式对路面结构力学指标的影响分析

传统沥青路面结构力学模型通常将车辆荷载假定为圆形、椭圆形、矩形,与实际路面结构在非均布荷载作用下的真实受力状态有一定的区别。应用3D-Move Analysis有限层软件,建立黏弹性材料特性下力学响应模型,对比分析了静载和动载情况下,不同荷载接触形式对路面结构剪应力、路表弯沉、面层底部拉应力、土基顶部压应变最大值及位置的影响;分析了水平力系数和轴载变化时,各指标最大值的变化规律。结果表明:不同荷载状态、荷载接触形式作用下,各力学指标最大值及位置有较大的区别;汽车匀速行驶时,按照传统静载计算结果进行力学指标设计是偏于安全的;汽车制启动时,计算结果比静载偏大,并随着水平力系数的增加持续增大,仍按传统静载结果设计容易导致车辙、疲劳开裂等早期损坏现象;不同荷载接触形式,各力学指标均随轴载的增加而增大。     

基于动态模量的沥青路面力学响应分析

实测了某柔性基层沥青路面试验段各层沥青混合料在不同温度和荷载作用频率下的动态模量,利用时间-温度转化原理得到了各自的动态模量主曲线和时间-温度转化因子,并结合路面结构内的实测温度和较成熟的荷载频率预测方法,分析了路面结构内温度和荷载频率的变化对沥青混凝土力学参数的影响。在此基础上进行了基于动态模量的沥青路面力学响应分析,并将分析结果与采用我国规范中的抗压回弹模量得到的结果进行了比较分析。采用动态模量的方法可以考虑路面结构内温度和荷载频率对路面力学响应的影响,从而使分析结果更加科学合理。