沥青路面温度应力数值分析

应用室内试验得到的沥青混合料热粘弹性性本构模型,根据三维空间热粘弹性理论推导了沥青路面温度应力的计算公式,对沥青路面低温状态下温度应力进行了计算分析。与试验结果的对比表明,该方法可用于沥青路面温度应力的计算。     

沥青路面粘弹性有限元模拟方法

基于蠕变试验,测定沥青混合料的蠕变曲线,通过数学方法求得松弛模量曲线,并通过非线性拟合方法求得有限元软件ABAQUS中用于描述沥青混合料粘弹性性质的prony级数,通过对路面模型进行摄动分析,结合粘弹性材料时温等效性质,建立路面有限元动态分析模型,从而为研究移动荷载与温度荷载作用下,沥青混凝土路面的粘弹性力学响应分析提供了方法和基础。     

变温环境下粘弹性梁的混沌运动

根据Kelvin粘弹性材料本构关系、梁的运动方程及变形几何方程建立了同时具有温度扰动和横向分布力扰动的粘弹性梁非线性动力学模型.用Galerkin方法将系统简化为参数激励和强迫激励耦合的单模态Duffing振子,得到了系统的不动点和同宿轨道.用Melnikov函数法推导出系统混沌运动的临界条件,分析了系统通向混沌的途径.研究表明,非线性粘弹性梁在周期性横向激励及周期性温度联合作用下可能进入混沌运动,并且在发生Smale马蹄意义下的混沌前,将经历多次的次谐分岔.     

沥青BBR小梁试验的流变分析

以粘弹性理论为基础，采用Burgers模型表征沥青的本构关系，推导沥青材料在BBR小梁弯曲试验的蠕变规律，并利用DPS统计软件进行非线型回归，求解沥青粘弹性参数，并分析BBR试验SHRP评价方法的本质．通过Shell70#沥青BBR小梁试验流变特性的实例分析及将粘弹性参数用于预测相同温度下直接拉伸试验的应力变化特性，认为利用Burgers粘弹性本构模型表征沥青材料特性的物理意义明确，可用于评价材料的使用性能．     

串联型粘弹-粘塑性沥青混合料本构模型的有限元分析

为将串联型粘弹-粘塑性本构模型移植到有限元计算中,使其能够对沥青路面结构与时间相关力学行为进行有效模拟和计算,通过编制材料子程序对本构模型进行了有限元实现。三维广义Maxwell粘弹性模型采用遗传积分进行表征,利用Prony级数特性推导出卷积方程的递推公式,在应变增量条件下更新应变,获得迭代过程的刚度矩阵;微分型粘塑性本构方程基于径向回退法建立积分子步下的变量演化方程,通过N-R迭代算法解决了收敛性问题,并利用本构模型的离散化推导,建立了整体迭代过程的一致切线刚度矩阵。通过典型算例对室内试验的与时间相关性行为对比分析,验证了有限元实现的合理有效性,为沥青路面结构计算提供理论基础和实例分析。     

环境温度周期变化下沥青混凝土路面粘弹性力学响应

为研究沥青混凝土路面在环境温度周期变化作用下的粘弹性力学响应规律,采用ABAQUS有限元软件建立分析模型.结合气温观测数据、热力学理论、粘弹性力学,分析路面温度应力变化规律,并提出以应力比冲量值衡量温度应力对路面的作用效果.研究结果表明:路面内温度应力随外界温度的变化而呈规律性变化,且存在一定的滞后性;一个日循环周期内,路面内部靠近路表部位的温度应力变化幅度要大于靠近底面部位的应力变化幅度;在低温季节中,面层中下部分的温度应力作用效暴要大于面层顶部的温度应力作用效果;沥青混凝土的应力松弛效应在高温季节较为明显,而在低温季节则十分微弱.     

单桩桩侧荷载传递特性的粘弹性分析

基于桩侧的粘弹性荷栽传递模型,将已有的荷载沉降非线性关系解析拓展到粘弹性分析中,并推导出一步加载和线形加载下桩侧沉降的计算表达式,可为工程应用提供量化指标.     

P-TH模型粘弹性地基上弹性地基板的解析解

首先推出粘弹性地基上弹性薄板在时间域上的动力学方程,建立了P-TH文克尔粘弹性地基上弹性四边简支矩形薄板的本构方程。采用对应性原理,运用拉普拉斯变换推导出粘弹性地基上四边简支矩形薄板的粘弹性解。     

一种适用于较宽环境温度的粘弹性阻尼器

环境温度是影响粘弹性材料性能的一个重要因素,每种粘弹性材料都有其最佳适用温度区间,超出此区间后其耗能能力非常有限,这一点限制了粘弹性阻尼器在更广的范围内应用。把适用于不同温度区间的两种粘弹性材料复合使用,使粘弹性阻尼器在较宽的温度区间内具有良好的耗能性能,拓宽了粘弹性阻尼器的应用范围。     

粘弹性地基上梁的解析解

采用对应性原理,运用拉普拉斯变换推导出两种粘弹性地基上两边简支梁的粘弹性解。     

超载和高温共同作用下路面车辙预估

针对沥青路面在超载和高温共同作用下的路面车辙进行研究,通过合理路面结构参数的选取,采用有限元分析了路面结构层内部的应力,利用合适的车辙预估模型进行车辙计算,并研究了不同轴载作用下的车辙量的变化。研究成果对于认识高温、超载对路面车辙的影响提供了定量化的判断依据。     

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。     

结合式水泥砼路面加铺层的力学性能分析

旧水泥砼路面上加铺新水泥砼补强层,一般可采用3种加铺层型式:结合式、分离式和直接式.本文结合传统力学和断裂力学原理,对结合式加铺层路面结构中加铺层与旧面层的界面分离过程及其影响进行了分析;借助有限元计算手段,分析了旧砼路面板中的裂缝对结合式加铺层路面结构力学性能的影响.     

沥青路面沥青层剪应力分析与应用研究

以线弹性层状体系理论为基础,利用ANSYS和BISAR程序进行力学计算,建立数据库,对高等级公路沥青路面沥青层剪应力的分布规律进行探讨.分析了路面结构参数,包括各结构层厚度、模量和泊松比等,对各沥青层最大剪应力的影响.提出了抗剪强度的评价方法和防止沥青路面因剪应力不足而损坏的建议与措施.     

降低沥青路面温度的热反射涂层性能研究

采用一种新型路面热反射涂层涂布于沥青路面表面,在夏季高温季节时,可有效降低路面温度5~10℃,将该涂料使用在排水性大孔隙路面中降温效果更好;同时对该涂料进行了综合路用性能分析,研究表明,热反射涂层铺装具有良好的耐磨性;随着涂层用量的增加,涂层的抗滑性降低,在密级配试件中使用该涂层时必须添加防滑粒料。由于涂层的高反射率可降低路面温度,因此该涂层对路面车辙病害的预防及缓解具有良好的作用。     

沥青路面层间滑移破坏分析

通过对沥青路面基层和面层滑移破坏进行的实地调查,应用有限元计算了路面层间的剪应力,并采用路面材料剪切仪进行了室内的层间剪切试验,研究了沥青路面的层间抗剪切能力,分析了导致路面结构层层间滑移的主要原因,并提出了相应的解决措施.     

混凝土箱梁桥沥青混凝土铺装层温度应力分析

为了探求混凝土箱梁桥沥青混凝土铺装层在温度变化条件下引起开裂的破坏机理,采用现场监测与理论仿真模拟相结合的手段研究了沥青混凝土铺装层在低温、高温季节,以及夏季阵雨引起大幅降温等情况下的温度场分布及引起的温度应力,并与车辆荷栽作用下的沥青混凝土铺装层力学响应进行了对比分析．计算结果表明,沥青混凝土铺装层在大幅降温条件下产生的拉应力要明显大于日变化条件下的计算结果;由实测温度场得到的拉应力峰值出现在沥青混凝土铺装层表面;大幅降温引起的铺装层拉应力要大于车载作用下的计算结果;在沥青混凝土铺装层的设计中要重点考虑温度荷载的作用．     

基于疲劳等效的钢桥面铺装体系轴载换算方法

针对钢桥面铺装设计必须控制的疲劳和车辙主要破坏形式,提出了钢桥面铺装结构设计的疲劳指标与车辙指标,遵循疲劳和车辙等效轴载换算原则,应用疲劳等效原理,推导出基于疲劳等效的钢桥面铺装体系轴载换算公式。根据室内疲劳试验及力学分析结果,确定了该公式中的换算指数和其他轴型与轮组轴载换算为单轴双轮组的轴载换算系数。结果表明,对于钢桥面浇注式沥青混凝土铺装体系的轴载换算指数为4．35,对于钢桥面改性沥青SMA铺装体系的轴载换算指数为5．30,对于钢桥面环氧沥青混凝土铺装体系的轴载换算指数为6．25,在钢桥面铺装设计与验算中,经换算其结果较为精确、可行。     

高等级公路路面集中排水水力计算

为了提高路面集中排水水力计算的精度 ,笔者通过理论推导 ,从质量守恒出发 ,利用谢才—曼宁公式 ,采用微分法提出了一个计算暴雨时路面集中排水的水力计算方法 ,经比较这一方法使用方便 ,精度满足工程需要     

抚通高速公路SMA沥青混合料施工工艺

以抚通高速公路工程建设项目为例,通过对SMA-13L沥青混合料特性的研究及施工工艺过程的控制,充分发挥SMA路面结构的优势,提高了路面的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性,进而提高了路面的耐久性。