基于可靠度理论的沥青路面结构安全性评价及示例

根据工程结构可靠度概念,在假设路面结构的强度(X)和应力(Y)均符合正态分布情况下,利用一次二阶矩模型对沥青路面结构强度抵抗外在荷载应力的概率水平暨安全性进行了评价.分析了不同可靠度系数和变异系数条件下沥青路面结构的可靠度水平.并通过对广深高速公路等实体工程沥青路面的结构安全性的计算分析,证明了将可靠度理论引入沥青路面...     

基于数值模拟的沥青路面结构可靠度分析

以有限元分析软件ANSYS为工具,进行了沥青路面结构可靠度的分析与计算,讨论了几何建模、网格划分、失效概率的计算、随机输入输出变量的确定、各设计参数的变异性对于沥青路面结构可靠度的影响、设计参数的相关性等问题。并通过基于多层弹性层状体系应力计算程序对可靠度计算方法进行了检验。结果表明:模量的变异比厚度的变异对可靠度影响大,尤其以土基模量的变异性对可靠度影响最大;面层厚度的变异对于可靠度的影响也比较大。输入变量相关程度都比较低。有限元软件ANSYS计算沥青路面结构可靠度有足够的精度,且计算简便,可以作为路面结构可靠度领域的一种新的计算途径。     

沥青路面结构可靠度及优化方法研究

在进行沥青路面结构可靠度分析中,存在可靠度敏感性、设计变量相关性分析复杂和常用计算方法(蒙特卡罗法)模拟次数多的缺点,特别是在基于可靠度的优化分析中。采用有限元软件ANSYS完成敏感性和相关性分析以给可靠度计算提供依据,二次多项式序列响应面法计算沥青路面结构的可靠度,并结合遗传算法进行可靠度优化计算,计算结果表明了有限元法、响应面法和遗传算法在沥青路面结构可靠度优化分析方面的适用性和优越性。     

维修措施对沥青路面结构可靠度的影响研究

对沥青路面结构采取维修措施(加铺沥青层),将直接影响其可靠度。利用蒙特卡罗模拟法(MCS)分析沥青路面结构可靠度,并对维修变量(加铺层厚度、抗压回弹模量)和响应值、可靠度进行回归分析,得到用于计算维修后路面结构可靠度的回归模型。通过与弹性层状体系理论计算结果的对比,验证了这种计算方法的有效性。研究结果可用于路面结构可靠度预测,对于网级路面管理中优化模型的研究和维修方案的制定具有重要意义。     

用蒙特卡罗法分析沥青路面结构的可靠度

本文简述了用蒙特卡罗法分析沥青路面结构可靠度的原理，并用算例加以说明，对国内沥青路面结构可靠度计算方法的研究动态也作了综述。     

超载对沥青路面可靠度的影响及优化研究

以超载下的沥青路面轴载换算公式为基础,计算不同超载率下,汽车超载对沥青路面累计当量轴次及使用寿命的影响.用响应面法计算不同超载率下的沥青路面结构可靠度,利用遗传算法,对超载沥青路面进行优化.     

沥青路面结构可靠度有限元分析

为找出参数的随机变异性对沥青路面结构可靠度的影响,利用有限元计算软件,采用蒙特卡洛法,通过自编通用程序,研究了以弯沉为控制指标的沥青路面结构可靠度,确定了结构可靠指标对不同参数的敏感程度。为设计和施工时主要控制的参数提供了依据。     

沥青路面系统可靠性优化设计方法研究

将概率和优化的概念引入到沥青路面设计方法中，在保证效益和安全程序的前提下，结合考虑路面结构层厚度和冰冻的要求，以路面结构造价最小为目标函数，建立了沥青路面可靠性优化的数学模型。该模型中考虑了路面的多种失效模式，并用蒙特卡洛法计算路面的系统可靠度。选用ＤＦＰ算法成功地求解了数学模型的最优解，编制了相应的计算机程序。大量计算表明，该法收剑较快，精度较高，可供工程设计参考使用。     

基于扩展有限元法的沥青路面Top-Down裂纹扩展影响分析

扩展有限元法是近年来迅速发展的一种新型数值方法,本文根据断裂力学理论,利用ABAQUS有限元软件,将该方法用于沥青路面的Top-Down裂纹开裂问题分析,考察了交通荷载、结构参数等因素的影响,通过数值算例验证了该方法在求解沥青路面裂纹扩展问题上的优势。结果表明基于扩展有限元法的计算和分析过程效率高,应用于沥青路面结构裂纹计算分析是可行的,供工程技术人员参考。     

结构可靠度分析的混合法

介绍一种新的计算结构可靠度方法———混合分析法。该方法利用响应面法将极限状态方程近似表达为简单的多项式形式,有效地解决了FORM和SORM无法求解隐式极限状态方程的可靠度问题。另外,响应面法的使用还能有效地利用现有的确定性分析软件。通过引入有限元方法,混合分析法可适用于结构可靠度问题。通过使用重要抽样技术,提高了混合分析法的计算效率和计算精度。数值算例验证了混合分析法的应用、效率和精度。     

基于材料非线性的沥青路面结构当量力学分析方法

针对目前沥青路面结构分析中存在的线弹性层状体系假设无法描述材料非线性特性以及结构层模量取值不合理等问题,为了寻找更加符合路面结构非线性服役行为的沥青路面结构分析方法,将材料非线性与层状体系相结合,研究3种典型路面材料模量依赖模型,建立材料模量与结构模量跨越的联系机制,提出了一种基于材料非线性的沥青路面结构分析当量计算方法,并通过足尺环道实测应变结果对方法的可靠性进行了验证。研究结果表明：基于材料非线性的沥青路面结构分析当量计算方法,其计算结果与足尺环道实测结果之间具有良好的相关性,方法可靠、合理,可以作为沥青路面非线性分析的一种计算手段;基于材料非线性原理构建的沥青混合料、半刚性材料和路基土的模量依赖模型,可以用于表征路面结构计算中的材料非线性特性;采用Mises等效应力可作为室内单一应力状态和现场复杂应力状态的联系机制,以协调室内试验模式和现场实际受力状态;当路面结构形式、荷载与环境条件确定时,路面结构的力学响应具有唯一性。所提出的当量计算方法一方面获得了一种确定路面材料回弹模量取值的有效技术途径,另一方面改进了沥青路面结构力学分析的合理性和可靠性,在非线性沥青路面分析理论和计算方法等方面具有一定的学术意义和应用价值。     

结构层厚度对重载交通半刚性基层沥青路面使用寿命的影响分析

厚度计算是半刚性基层沥青路面设计的首要任务,结构层厚度会直接影响到沥青路面结构的受力特性及使用寿命。应用SHELL设计方法的BISAR3程序,系统分析各结构层厚度变化对重载交通沥青路面路受力特性以及路面结构疲劳寿命的影响,阐述了面层、基层、底基层厚度对并重载交通半刚性基层沥青路面的使用寿命的影响规律。通过参数的敏感性分析计算,给出了重载交通半刚性基层沥青路面使用寿命的预测模型,有利于合理选择路面结构层厚度,做到工程造价与使用寿命的协调统一。     

高速公路倒装结构沥青面层厚度研究

按照我国现行沥青路面设计规范,在倒装结构中采用较薄的沥青面层厚度,沥青层的拉应力反而较小,层底拉应力验算很容易通过,容易误导公路技术人员设计一些较薄沥青面层的不合理倒装结构。详细分析了沥青面层厚度对倒装结构各结构层应力的影响情况,在此基础上,分析了我国高速公路倒装结构沥青面层的合理厚度应在12~18 cm。     

多年冻土地区沥青混凝土路面材料对结构附加应力的影响

多年冻土地区路面结构出现大量早期损坏,究其原因,与多年冻土地区独特的工程特点有直接关系。多年冻土地区路基的融沉变形使沥青混凝土路面结构层产生附加应力,其与荷载应力的综合作用,直接导致路面结构的破坏。采用有限元法,并将融沉变形简化为二次曲线,建立沥青混凝土路面结构的横向计算模型。计算分析了路面材料与基层底面附加应力的变化关系,并得出附加应力的主要影响参数,为多年冻土地区路面的结构设计提供依据。     

广东省水泥混凝土桥面单层沥青铺装层使用状况调查与分析

为提高广东省高速公路水泥混凝土桥面铺装的使用性能,降低铺装层结构选用不当所带来的风险,对省内4个典型项目桥面铺装层的结构型式、使用状况及病害原因进行了调查分析,并采用有限元软件对铺装层厚度对铺装层内及层间的应力进行了计算分析。结果表明:单层沥青混凝土桥面铺装主要用在桥梁恒载限制的路段,需采用高粘度改性沥青做防水粘结层+高模量沥青混凝土或SMA的桥面铺装结构,且施工要求高,与单层沥青铺装层相比,采用双层沥青铺装层,铺装层内最大剪应力和沥青层与粘结层间剪应力分别下降18%和37%。     

水泥混凝土梁桥沥青铺装结构设计方法探讨

以高速公路水泥混凝土梁桥沥青铺装层结构受力分析为基础,对复合桥面铺装结构设计方法进行了探讨,提出以沥青铺装层表面最大拉应力和最大剪应力分别作为结构设计的主要指标和辅助指标,同时对沥青混凝土桥面铺装结构设计方法及流程进行了总结,并进行了实例计算。     

路基回弹模量对沥青路面结构受力的影响

针对不同的路基回弹模量,采用BISAR3.0路面应力计算程序,分析了路表弯沉、面层内剪应力与压应力、基层底拉应力等沥青路面结构受力参数伴随路基回弹模量变化的趋势。分析结果表明:路基回弹模量对路表弯沉和基层底拉应力影响比较大,对面层剪应力和压应力影响较小,较高的路基回弹模量可有效提高路面的结构承载力和疲劳寿命,改善路面使用性能。     

考虑非均布荷载的柔性路面有限元分析

在我国现行沥青路面设计规范中,轮胎对于路面的作用被简化为双圆均布荷载,然而实际情况却并非如此。当需要对沥青路面结构进行比较全面的力学响应分析时,就必须考虑轮胎荷载的非均布特性对路面结构的影响,否则难以得出正确结果,但现行规范的计算方法在考虑该情况时存在较大的局限。结合有限元法和假设轮胎非均布荷载为解决这种局限性提供了可能,并结合计算实例阐述了非均布荷载对于计算结果的影响。     

结构参数对沥青路面结构设计的影响分析

应用现行设计规范提出的公路沥青路面结构厚度计算理论和方法,通过实例计算,分析了路面结构厚度随设计弯沉、土基模量的变化关系,分析了土基模量、半刚性基层厚度对路面各结构层层底拉应力的影响,得出通常情况下会以底基层层底拉应力控制结构厚度设计,以及提高土基模量、增加半刚性层厚度可以减小（底）基层层底拉应力从而减少疲劳开裂的结论。