碾压水泥混凝土与沥青混凝土复合式路面结构的研究

本文对碾压水泥混凝土与沥青混凝土复合式路面结构设计理论与方法进行了系统研究，采用三维等参元与弹性层状体系理论对复合式路面的荷载应用与温度应力进行了计算与分析，研制了临界荷位时板底最大应力计算诺谟图，结合室内试验，试验路及实体工程的研究，提出了复合路面结构设计方法。     

旧沥青混凝土路面加铺水泥混凝土层路面结构温度应力分析

目前,国内外对普通水泥混凝土路面的温度应力进行了深入的研究,但对旧沥青混凝土路面上加铺水泥混凝土层路面结构温度应力研究尚未开展。根据路面温度应力的计算原理,以通用有限元软件ANSYS为基础,采用三维有限元法,对旧沥青混凝土路面上加铺水泥混凝土层路面结构的温度应力进行分析,探讨了加铺层路面结构层参数对温度应力的影响规律,为寻求加铺层结构设计方法提供理论基础及依据。     

疲劳当量温度计算方法研究

现行规范以15℃作为测定沥青混合料疲劳性能的试验温度,忽略了地区之间存在明显的温度差异,以此温度作为各地区的设计温度显然是不足取的。作为控制沥青路面疲劳开裂的代表温度,应该将路面温度与荷载交通量综合表示。为此,根据路面弹性力学层状理论,对控制应力与应变两种加载模式进行分析,讨论了何种加载模式适用于路面实际疲劳状况。对影响沥青路面疲劳寿命的因素,包括控制条件、荷载作用时间、沥青及其混合料性质等加以分析。结合SHELL以控制应变模式计算疲劳寿命的方法,根据Miner法则计算疲劳当量温度。提出了日疲劳当量温度的计算公式,计算了8地区的年疲劳当量温度,讨论了不同地区疲劳当量温度的取值范围,此研究结果为提高路面结构分析精度提供可靠的温度参数依据。     

路基路面结构的粘弹塑性分析

阐述了路基路面结构粘弹塑性的力学模型与力学方程。通过粘弹塑性理论分析，与传统的层状弹性计算方法相比较，粘弹塑性既能反映路基路面结构对行车荷载大小的应力及变形响应，又能获得不同行车作用时间下路基路面的塑性变形。对路基路面结构的受力机理作出更充分的解释。     

含裂缝沥青混凝土路面的粘弹性断裂分析

为了研究含裂缝沥青混凝土路面结构工作性状,基于粘弹性断裂力学理论和平面应变有限元法(FEM),采用ABAQUS有限元软件分析了基准温度、路表变温及裂缝长度对含表面裂缝路面和含反射裂缝路面结构的松弛应力强度因子分布规律的影响。无论是对于含表面裂缝路面结构还是含反射裂缝路面结构,均可得出:路表降温幅度增加使松弛应力强度因子增大且应力强度因子松弛曲线逐渐变缓;基准温度对最大应力强度因子几乎无影响,基准温度越高应力强度因子松弛越快;裂缝长度增加导致应力强度因子增大。     

移动非均布荷载作用下的沥青混凝土路面动力响应分析

为更准确地模拟沥青混凝土路面实际的受力状态,基于弹性层状理论,借助大型有限元分析软件ANSYS建立了沥青混凝土路面三维有限元黏弹性模型,并对其施加非均布垂直荷载和切向摩擦行为的共同影响,分析车辆在匀速行驶时,沥青混凝土路面在不同载重车辆荷载作用下的动力响应.结果表明,最大纵向拉应力位于底基层中部,最大纵向压应力位于沥青混凝土面层.存在一中性层,其上结构主要承受压应力,其下结构主要承受拉应力.中性层位于基层中部附近.最大拉应力为0.031 MPa,远小于容许拉应力0.081 MPa,故路面结构破坏不是脆性破坏引起的,而是与疲劳破坏有很大关系.超载并不是造成路面损坏的唯一因素.     

玄武岩纤维贫混凝土复合式沥青路面荷载应力分析

在三维等参元理论和弹性层状体系理论的基础上,运用大型通用有限元分析软件ANSYS,分析了玄武岩纤维贫混凝土基层沥青复合式路面(BFRLC+AC)荷载应力,确定了路面结构的临界荷位,及BFRLC板的合理板长,研究了不同沥青面层厚度、沥青面层模量、BFRLC板厚度、BFRLC板模量及基础模量对玄武岩纤维贫混凝土基层层底应力的影响。为BFRLC+AC复合式路面结构设计提供一定的理论基础。     

基于弹性层状体系的沥青混凝土路面温度场模型分析

基于弹性层状体系的沥青混凝土路面温度场模型具有较强的适应性,不受地区及路面结构类型的限制.采用理论分析法,从热力学传热过程原理出发,考虑大气能量传递的导热、对流换热、辐射传热的方式,建立周期非稳态热传导方程用于路面的温度场分析.在研究了太阳辐射和大气温度等影响因素的基础上,推导出适用于沥青混凝土路面温度场的公式.同时建立了有限元温度场模型,与层状体系温度场模型及Superpave温度场模型进行对比分析.研究结果表明,层状体系温度场分析结果与Superpave温度场模型、有限元温度场模型的偏差较小,且数值往往介于Superpave的结果和有限元分析结果之间.     

弹性多层体系结构层模量和层间接触的状态对应力分量的影响分析

基于弹性层状体系理论,比较不同结构层模量和层间接触状态对路面结构力学响应的影响。建立相关的计算模型,分别从面层基层的垂直应力,环向应力和径向应力等方面分析路面结构的力学响应。分析结果表明,结构层模量对垂直应力影响微小,而对径向应力和环向应力大小有显著影响。层间接触条件主要影响各应力分量的大小,对应力分量随结构层模量的变化规律无明显影响。     

水泥路面使用寿命的影响因素及有限元分析

分析总结了水泥路面的破坏形式以及导致破坏的主要因素是板底脱空、轮载及温度作用。为了考量这些因素对路面使用寿命的影响情况,利用通用有限元软件对水泥路面按层状弹性体系理论进行了分析,从力学角度揭示了这些因素对路面的作用机理,结果表明,适宜的荷载水平、均匀且稳定的基层、恰当的平面尺寸及板厚是保证水泥路面使用寿命的关键。     

疲劳当量温度计算方法研究

现行沥青路面设计规范以15℃作为测定沥青混合料疲劳性能的试验温度,忽略了地区之间存在明显的温度差异。根据路面弹性力学层状理论,对控制应力与应变2种疲劳加载模式进行分析,讨论了适用于路面实际疲劳状况的加载模式。分析了影响沥青路面疲劳寿命的因素,并采用SHELL方法,根据Miner法则计算疲劳当量温度,提出了日疲劳当量温度的计算公式,计算了我国8地区的年疲劳当量温度,讨论了不同地区疲劳当量温度的取值范围和取值方法。研究结果表明,控制应变模式较适用于我国路面实际情况,不同地区路面疲劳试验温度与气温和沥青层厚度之间存在e指数函数关系。     

基于层间分离的PFCC-PCC路面耦合应力分析

目的:分析在原普通水泥混凝土(PCC)路面上实施聚丙烯纤维水泥混凝土(PFCC)加铺层的路面结构层间分离状态时其内部耦合应力。方法:首先根据阶跃型温度场理论得到层间分离状态下路面结构内温度场的理论解,在此基础上对比分析层间分离路面结构受行车荷载与温度应力共同作用下产生的耦合应力及二者单独作用于路面结构的叠加应力。结果:刚性路面加铺设计应按照阶跃型温度场传递方式考虑温度应力对PCC面层的不利影响;层间分离状态下路面结构内的耦合应力远远大于叠加应力,应提高加铺型路面结构的目标可靠度以满足设计年限的要求。     

超载作用下沥青路面的受力特性分析

本文根据佛开高速公路沥青混凝土路面破损情况，应用弹性层状体系理论分析沥青路面在超载作用下的应力和变形，从理论上探讨超载车辆对路面的受力特征和疲劳寿命产生的影响。     

钢桥面铺装体系温度应力特性研究

文章首先给出二维弹性层状理论下钢桥面铺装体系温度应力,在此基础上,提出应用二维粘弹性层状理论对钢桥面铺装体系的温度应力进行计算,并将计算结果与二维弹性层状理论体系及国际通用有限元计算软件SAP程序的计算结果进行了比较。同时,以国内某大跨径钢桥试验桥的铺装层结构体系为对象,研究了其周期性变化的温度应力,分别探讨了连续降温、不同降温速率及铺装层厚度变化对铺装层温度应力的影响。     

沙漠地区典型沥青混凝土路面结构温度场的仿真分析

为了确定沙漠地区高等级路面结构温度变化规律，提供路面工作环境温度指标，利用文献[1]建立的层状路面结构非线性温度场的数学模型和计算方法，对内蒙古自治区沙漠地区典型气候条件下，典型路面结构温度场、温度变化速率以及温度梯度进行了仿真分析，分析结果能够为沙漠地区高等级路面设计和材料选择提供理论依据和指导作用。     

结构参数的变化对沥青路面应力、位移分布规律的影响

本文应用弹性理论分析了高等级公路沥青路面结构层在双圆垂直均布荷载作用下的应力、位移分布规律，探讨了路面结构在常温状态下，结构参数的变化对沥青路面应力、位移分布规律的影响，为合理控制选择路面结构参数，作好路面结构组合设计工作奠定基础。     

小板块水泥砼路面温度应力数值分析

针对近年来农村公路水泥砼路面结构中出现的主要病害问题,提出了小板块水泥砼路面板几何尺寸效应的概念,采用大型非线性有限元程序ABAQUS和三维有限元法,对一种农村公路水泥砼路面典型结构进行温度应力分析,总结了小板块水泥砼路面板平面尺寸对其自身温度应力的影响规律.理论计算分析表明,对温度翘曲应力而言,小板块水泥砼路面板平面...     

移动非均布荷载作用下的沥青路面动力响应分析

为更准确地模拟沥青路面实际的受力状态,基于弹性层状理论,借助大型有限元分析软件ANSYS,建立了沥青路面三维有限元粘弹性模型,并对其施加非均布垂直和切向摩擦行为的共同影响,分析车辆在匀速行驶时,沥青路面在不同载重车辆荷载作用下的动力响应。结果表明,纵向最大拉应力位于基层层底,纵向最大压应力位于沥青面层。超载显著增加了各层结构应力,加速了路面结构的破坏。路面设计时应提高上层材料的抗压强度。     

超载作用下沥青混凝土路面的受力特性分析

根据佛开高速公路沥青混凝土路面破损情况,应用弹性层状体系理论分析沥青混凝土路面在超载作用下的应力和变形,从理论上探讨超载车辆对路面的受力特性和疲劳寿命产生的影响.     

无粘结预应力混凝土路面的应力分析（二）

结合试验路段的实际情况，对元粘结预应力路面的受力情况荷载应力和温度应力作了详尽的分析。讨论了混凝土弹性模量、线胀缩系数、板底摩擦系数、地基回弹模量、温度梯度等一系列因素对路面应力的影响。分析计算所得的图表和结论可用于预应力混凝土路面的设计、施工。