基于分数阶导数沥青路面松弛应力强度因子分析

应用分数阶导数理论建立了沥青混凝土分数阶导数粘弹性应力强度因子本构方程,考虑沥青混凝土面层的松弛特性,对称荷载、非对称荷载和温度荷载的作用,通过数值计算的方法分析带反射裂缝沥青路面应力强度因子的松弛效应。结果表明:1)裂缝尖端应力强度因子KⅠ和KⅡ初始值随着荷载变形的大小而变化,初始形变值越大,松弛应力强度因子越大,初始形变对张开型应力强度因子KⅠ影响较大;KⅠ、KⅡ应力强度因子随时间的松弛程度可达30%以上;2)相同时间内温度降低越大,应力强度因子松弛趋势越明显;温降越大,Ⅰ型应力强度因子越大,松弛初始值越大,温降对KⅡ影响不太明显,说明温降越大越容易产生Ⅰ型裂缝。     

水泥混凝土路面的抗裂稳定性分析与评价

基于三维路面结构模型,全面分析评价了加铺土工合成材料的水泥混凝土路面抗裂稳定性,结果表明,面层底部裂缝切应力在正荷载的影响下,其水平几乎为零,与此同时3个主应力和拉应力都是负值,面层底部裂缝处拉应力在偏荷载的作用下,其值为负数,不断提升其切应力水平,进而产生剪切型裂纹。基于相同的环境温度,水泥面层底部的拉应力数值较大,与此同时切应力水平较低。在水泥面层底部,当加铺的土工合成材料弹性模量为1 050 MPa时,在面层底部裂缝处,切应力降低了42.86%,拉应力最高降低28.57%,在温度及荷载作用下,土工合成材料能将裂缝尖端产生的应力集中有效缓解,可起到对反射裂缝的抑制作用。当面层底部加铺土工合成材料后,Ⅰ型裂缝尖端应力强度因子降低了9.52%。Ⅱ型裂缝尖端应力强度因子降低了76.36%。为了增强管控防裂控制作用,可以在水泥面层底部进行土木合成材料的铺装使其内部的应力强度因子显著降低。     

应力吸收层对最不利位置上应力强度因子的影响

通过使用ANSYS有限元软件,对偏栽作用下设置应力吸收层的复合式路面最不利位置的应力进行了分析,结果显示设置应力吸收层能明显减小应力强度因子;并通过计算张开型裂缝(Ⅰ型)和剪切型裂缝(Ⅱ型)应力强度因子KⅠ与KⅡ,讨论应力吸收层对裂缝开裂方向的影响.     

沥青面层反射裂缝荷载型应力强度因子回归分析

针对目前对沥青路面的开裂机理研究仅属于定性分析的情况,采用断裂力学理论,通过适当的条件假定,建立了带裂缝的沥青路面结构4层体系平面应变分析模型,对正对称荷载与偏荷载作用下、4种极限层间结合状态所对应的沥青面层反射裂缝张拉型应力强度因子KⅠ与剪切型应力强度因子KII进行了回归和分析。结果表明:在各裂缝扩展比例下,张拉型应力强度因子与剪切型应力强度因子同各结构层参数能够呈很好的幂函数关系,可采用分段回归方法和幂函数乘积的形式对应力强度因子进行回归,给出了回归参数,经过检验,回归精度能够满足实际工程精度要求。     

不同沥青路面结构反射裂缝产生与扩展影响因素分析

以路面温度场和路面结构受力特性作为反射裂缝产生与扩展的主要因素,分析了广西地区典型结构下温度场分布、沥青层厚度、结构组合、重载等因素对基层开裂的产生及向上扩展的影响。结果表明,较薄的沥青面层在温度场分布、应力场分布上都会对基层产生不利影响,在重交通条件下会加速基层开裂;在半刚性基层沥青路面结构中,基层开裂后,在重交通条件下沥青层越薄,裂缝处的应力强度因子越大,越容易开裂;在复合式路面结构中,应力强度因子随复合式路面结构加铺层厚度的增加而减小,沥青层每增加1cm,应力强度因子平均衰减12%。     

旧水泥路面加铺沥青面层结构的反射裂缝成因分析和防治

为了研究旧水泥路面加铺沥青面层结构的反射裂缝的形成原因,通过建立路面有限元模型,分别计算了路面结构在车辆车载作用下的拉应力和剪应力以及温度降低引起的拉应力,并且分析了应力吸收层防治反射裂缝的效果。研究表明:车轮偏荷载引起的剪应力和温度降低引起的拉应力是导致反射裂缝的原因;应力吸收层能显著减小面层底部的剪应力和拉应力,可以有效防止反射裂缝的形成。     

高等级沥青路面基层底裂缝三维数值分析

裂缝尖端应力强度因子是判断裂缝开裂扩展的重要指标,本文应用有限元软件ABAQUS,建立了20结点等参立方体单元的有限元模型,采用奇异等参元法及断裂力学理论,对路面基层裂缝问题进行了数值分析,分析探讨了路面结构参数对基层裂缝应力强度因子的影响及应力强度因子K1和K2在基层裂缝扩展过程中的变化规律,并预估了裂缝的扩展寿命。计算结果真实反映路面结构的现象和规律,可为高等级公路抗裂设计提供依据。     

含裂缝多层体系动静荷载结果对比分析

通过在路表面施加移动荷载来模拟真实行车荷载,利用三维动态有限元技术,对含裂缝多层体系进行了计算,得到了路面各结构层反射裂缝尖端动态应力强度因子,并分析了移动荷载与静载情况下Ⅰ型、Ⅱ型强度因子的差别.通过分析发现反射裂缝在底基层和基层时动态应力强度因子最大值要明显大于静载计算值,最大差别能达到几倍,而裂缝扩展到面层以后,两者结果差别不大.最后通过广义Paris公式对动静荷载下路面的疲劳寿命进行了计算,计算结果表明动载疲劳寿命远低于静载疲劳寿命.     

交通荷载作用下玻纤格栅对反射裂缝扩展的影响

为研究交通荷载作用下玻纤格栅对沥青路面反射裂缝扩展的影响,采用ABAQUS有限元软件建立含有反射裂缝的半刚性基层沥青路面结构二维模型,对裂缝尖端的应力强度因子进行计算分析,比较铺设玻纤格栅前后路面面层内裂缝尖端应力强度因子,并分析反射裂缝扩展速率随裂缝长度和面层模量、厚度等的变化。结果表明,促进反射裂缝发展的最不利荷载方式是偏载;设置玻纤格栅后,裂缝尖端剪切型应力强度因子降低41.7%,玻纤格栅可起到延缓裂缝扩展的作用;反射裂缝的扩展速率随着裂缝长度和面层模量的增大而增大,随着面层厚度的增大而减小。     

加铺沥青层路面纵缝在不同动荷载作用下的变化研究

采用有限元法对旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层路面结构进行数值建模,并分别计算研究原水泥混凝土面层作为基层时,层底裂缝在振动压路机荷载及标准车辆荷载作用下的裂缝尖端应力强度因子。通过计算对比发现,虽然振动压路机工作时有较大的激振力和振动频率,但其并不会增加路面裂缝扩展的概率;压路机振动荷载加载初期,由于存在较为明显的振动效应,会使路面层底纵向裂缝尖端出现较大的应力强度因子,因此需要避免在纵向裂缝上启动压路机。     

不均匀沉降对拓宽桥梁拼接板受力影响研究

对云南省内3条典型改扩建公路的拓宽桥梁进行实地调研,掌握山区公路拓宽桥梁的特点,研究新旧桥不均匀沉降对结构作用的主要影响参数,分析各参数的影响程度及规律,为拓宽桥梁设计提供依据.     

疏浚对既有桥梁安全影响的分析

随着经济的发展,交通畅通、河段疏浚、景观效果和旅游发展等交叉专业的综合提升,越来越受到重视。借助Midas和桥梁设计师两个软件,根据河段疏浚施工时序,分为不同的计算工况,在不同的工况下计算桥梁下部结构的安全性,提出对桥梁安全性的影响内容。通过讨论河段疏浚对既有桥梁的安全存在一定的影响,提出计算模式的探索方式,提供有效的分析数据,供管养单位和河段疏浚单位进行参考。     

外加剂对水泥混凝土性能的影响分析

对掺加了不同外加剂后混凝土的表观密度、凝结时间、泌水率等性能的变化进行了试验研究.结合试验结果,从外加剂的选择、掺量控制等方面,阐述了应用混凝土外加剂时的注意事项,以实现改善混凝土性能,获取预期的技术经济效果的目标.     

路面平整度对小汽车噪声的影响研究

噪声作为交通环境污染的主要类型之一,正呈现出越来越严重的趋势。国内外大量研究表明,车辆在城市道路上行驶时产生的噪声主要有动力噪声和轮胎噪声两部分。而平整度对这两部分噪声的噪声源都有重要的影响。本文主要研究的是城市道路中路面的平整度对小汽车的噪声产生的综合影响。结果表明,在正常行驶时(不固定排档),平整度与噪声间有明显的线性关系。这一结果使得交通噪声的预测精度得到了一定的提高。     

高速公路景观安全协调性研究

采用加权区间层次分析法和模糊数学法对高速公路景观安全协调性进行分析,将高速公路景观设计安全评价细分为线形、中央分隔带、路侧、桥梁、隧道、交叉口、服务区、附属设施等8个评价要素,分项提取和建立各自的评价指标体系,定量评价其景观安全协调性的优劣程度,以重庆涪陵至石柱沿江高速公路的景观安全协调性研究为例对该指标体系进行验证。结果表明加权区间层次分析法有效可行,简洁易实现,具有较好的现实意义。     

高速公路桥梁工后服务的几点体会

通过高速公路桥梁设计和工后服务工作的实践,对高速公路桥梁设计和施工过程中的一些问题提出讨论。     

公交站点设置对道路通行能力的影响分析

分析了现有道路通行能力计算方法,认为其在计算的过程中忽略了公交停靠站对通行能力的影响,使得计算结果偏大,针对这一明显的不足,提出了改进思路。列举了国内常见的6种公交停靠站点设置形式,并对其进行了比较分析,按照公交站点对道路通行能力的影响方式的不同,将它们分为4类。研究各类公交停靠站处交通流的运行特征,指出车辆在公交站点处的排队现象可以用M/M/C系统进行近似分析,在此基础上,就3个主要类别的公交站点对道路通行能力的影响程度进行量化,得到了相应的修正系数。最后,通过实例的验算,证明了所得修正系数的可行性及正确性。     

桥墩防船舶撞击研究概述

近年来随着道路交通和航运事业的发展,桥梁日益增多,船舶吨位日益增大,船舶航速也越来越快,这将给桥梁的安全带来新的问题,因此桥墩防船舶撞击问题的研究具有明确的应用背景和实际意义.目前中、美、欧洲等国的设计规范均对桥墩防撞设计做出了相关规定,然而分析发现:各国规范仍大都采用简单的静力设计法,没有反映出船桥碰撞的冲击动力本质;近年来,船桥碰撞有限元分析技术在重大桥梁工程船撞设计专题研究中得到了越来越多的应用,但工程师使用则极为困难,很难推广至一般桥梁设计.鉴于此,从桥墩自身结构和桥墩防护结构两个方面对桥墩防船舶撞击研究进行了评述,指出了目前存在的主要问题并提出了相应的建议,并提出了船桥碰撞冲击动力学理论研究的三个设计因子以及相应设计流程.     

滑坡体力学特征对抗滑桩作用力分布规律的影响

采用弹塑性有限元方法分析滑坡体弹性模量、重度、抗拉强度对抗滑桩作用力分布规律的影响,结果表明滑体弹性模量增大,抗滑桩所受的滑坡推力和剩余抗滑力幅值增大;随着重度增大,滑坡推力和剩余抗滑力都增大;抗滑桩作用力在岩体被拉裂前随抗拉强度增大而增大。     

物联网在公路运输业的应用探讨

对物联网在公路运输业中的应用进行探讨,通过射频识别、红外感应器等将车辆与物品的信息记录下来,并随着车辆运输行进过程辅以GPS与G IS技术,对车辆位置与物品位置进行有效跟踪,为查询车辆交通信息与物品运输实时信息提供帮助,从而提高公路运输服务能力和水平,降低物流成本。