动载作用下沥青路面三维有限元分析

针对交通动荷载引起半刚性路面结构的破坏问题,采用竖向静载及矩形波动荷载加载,利用三维有限元数值法对动载作用下路面各结构层竖向位移和竖向应力分布规律与静力学响应进行了对比分析.结果表明,在动荷载条件下,半刚性结构的竖向位移及竖向压应力较静载相比呈现不同程度的下降;随着车速的增加,路面的最大弯沉及竖向应力都将减少.     

沥青路面结构在双向荷载作用下的三维有限元分析

随着国民经济的飞速发展．我国交通基础设施建设也在如火如荼的进行中。截止2013年底．我国高速公路总里程达10．4万公里。其中,半刚性基层沥青路面占90％以上。然而目前半刚性基层沥青路面出现了早期破坏严重的现状．如车辙和裂缝等,大大降低了路面使用寿命。     

考虑横坡的沥青路面力学响应有限元分析

路面结构的横向坡度（横坡）包括路拱横坡和超高横坡。在一般的路面力学响应分析中均忽略其影响,即将路面各结构层视为水平。但实际上由于横坡的存在,各结构层有横向倾斜,这种倾斜对路面力学响应的影响需作进一步分析,本文利用大型有限元软件,以高速公路典型沥青路面结构为例,定量分析了不同横坡坡度对路面力学响应的影响。计算分析表明：横坡在0％～10％之间变化时,对路面结构的力学响应影响很小,所以,在一般的路面力学分析中忽略横坡的影响是可行的。     

动载作用下沥青路面车辙三维有限元分析

针对沥青路面纵坡路段的车辙问题,采用矩形波动荷载加载,利用三维有限元数值法对重载,慢速及高温条件下路面各结构层竖向位移和竖向应力分布规律进行分析。结果表明：荷载越大、车速越慢、温度越高,沥青路面结构的竖向位移及竖向应力越大．沥青路面纵坡路段车辙越容易形成。     

沥青路面倒装结构在动载作用下的力学响应

从数理统计学原理出发,以山东省高速公路车辆出行里程实测数据为依据,选用lognormal分布函数对车辆出行里程分布进行拟合．可得出高速公路车辆出行里程服从对数正态分布的结论。     

半刚性沥青路面动荷载力学响应数值分析

利用ANSYS有限元系统对我省常见的半刚性沥青混凝土路面结构进行动态三维数值分析，经分析，路表动态弯沉值、基层底面拉应力和拉应变均随加载周期的增加呈现先增大后减小的变化规律，当动荷载周期为0．500s时，动弯沉比静弯沉大21％，因此，车辆速度过低会缩短路面的使用寿命。     

荷载接触面形状对沥青路面力学响应的影响

沥青路面力学分析时,车辆荷载基本是被处理成通过轮胎与路面的接触面传递的,而且接触面假设为较为规则的几何形状以方便计算分析。通过对圆形、正方形、长方形、椭圆形及矩形+两半圆形接触面的荷载处理方式进行三维有限元计算,结果显示:矩形+两半圆形的接触面对竖向位移、面层剪应力及上面层层底拉应力响应是最敏感的;对下面层层底拉应力的响应最敏感的是长方形接触面;圆形接触面对路面的变形和应力力学响应是最不敏感的,其次是正方形接触面。     

移动荷载下爬坡路段沥青路面力学响应特性

以解放CA141为代表车型, 分析了车辆在驶入爬坡路段后的4种可能行为, 根据其动力性能参数计算出上坡时加减速换挡的加速度, 据此建立了移动荷载下三维沥青路面瞬态动力学分析有限元模型, 对不同行驶工况下路面内的压应力、剪应力及竖向位移特性进行分析。计算结果表明: 在移动荷载作用下, 路面结构的应力响应不仅具有波动特性, 同时在一定区域内呈现交变特性, 出现了拉压应力逆转变化, 压应力分布主要集中在路表 0~6cm范围内; 由于速度的降低及水平力的增大, 路表处最大剪应力由轮隙向轮心处迁移, 沿道路深度方向, 最大剪应力峰值由中面层位置向路表迁移; 车辆的变速及低速行驶是引起爬坡路段车辙变形的主要原因。     

基于有限元的层间接触对沥青路面力学响应影响研究

为了研究层间接触状态对沥青路面力学响应的影响,针对典型半刚性基层沥青路面结构,采用Ansys有限元分析软件,选取三种层间接触状态(连续、弱连续、光滑),对不同接触状态下各结构层力学响应进行计算分析.结果表明:随着层间接触从连续转变为光滑状态,路表弯沉迅速增大、相应的层底拉应力也迅速增长,进而使得横向裂缝发生几率急剧增大...     

基层与土基结构参数对沥青路面力学响应的正交分析

为了研究基层与土基的结构参数对沥青混凝土路面的力学响应,采用用正交试验方法分析了影响路表弯沉和路基顶压应变各结构参数的敏感性,并采用极差分析法对各因素敏感性进行了评价。分析结果表明,土基模量是影响路表弯沉的最显著影响因素,对路基顶应变影响最显著的是基层模量,良好的基层与底基层的层间结合状态能够提高沥青路面的使用性能。     

三角形波动载作用下半刚性沥青路面动态响应量三维有限元分析

针对动载条件下半刚性沥青路面结构破坏问题,采用三角形波激励加载,考虑车辆超栽以及车速变化对路面结构动态响应量的影响,利用三维有限元数值法对超载、快速、慢速条件下的路面各结构层动竖向位移和层底动弯拉应力分布规律进行数值分析计算。结果表明,动载条件下,路表所形成的横向弯沉盆影响范围为6．2m,而基层层底沿横向0．35m范围内均承受动拉应力;车速越慢,超载越严重,路表、路基顶面的竖向动位移峰值及动弯拉应力峰值越大,在交通堵塞、长大纵坡的行驶环境中,路面材料的要求更高。     

移动荷载作用下沥青路面动态响应三维有限元分析

我国新建道路沥青路面是以双轮组单轴载100 kN(BZZ-100)为标准轴载,采用双圆均布荷载作用下的多层弹性理论进行设计的,而汽车实际施加给路面的是移动荷载。通过建立半刚性基层路面的三维有限元分析模型,对汽车匀速行驶及制动情况下路面的动态响应进行了有限元分析,得出了荷载正下方不同深度处节点竖向位移、竖向压应力、水平应力、竖向剪应力及水平剪应力的时间历程曲线,并与静载作用下的计算结果进行了对比分析。     

移动荷载作用下饱和沥青路面响应探析

我国高速公路广泛采用沥青混凝土路面结构,其使用性能除了与本身材料和结构相关外,还受外界环境如温度、水等影响.基于多孔介质理论,采用大型有限元分析软件ABAQUS模拟饱和沥青路面在移动荷载作用下的动力响应,分析了不同速度、荷载作用下路面结构的应力、应变及孔隙水压力变化规律.分析结果表明,随着车速的增加,路面结构内部承受的应力逐渐减小,孔隙水压力则较快速的增长,对路面不利影响逐渐增大;随着荷载的增大,路面结构内部承受的应力以及孔隙水压力均呈线性增长.该研究可为认识沥青路面水损害和防范水损害提供理论指导.     

轮载与层间接触状态对沥青路面力学响应的影响

采用BISAR 3.0计算软件对不同轮载和层间接触状态下沥青路面路表弯沉、面-基层间正应力和剪应力、路基顶面压应变进行分析。结果表明,不同层间接触状态对路面结构力学响应的影响与轴载和胎压有很大关系,同时层间黏结作用的缺失和超载将大大增加车辙、拥包和推移出现的概率。     

非均布动荷载作用下沥青路面剪应力动态响应分析

为探求重载货车不同行车速度下沥青面层水平剪应力动态响应规律,结合半刚性基层路面特点,采用层状体系理论,建立一个ANSYS3-D有限元粘弹性路面结构模型。在施加非均布动荷载情况下进行了非线性求解计算。结果表明,沥青面层内的最大水平剪应力均随行车速度的增加呈先增大后减小的规律,行车速度在20km／h左右时,水平剪应力达到最大,对路面剪切破坏程度最严重．     

沥青路面超载作用下力学性能敏感性分析

在不同荷载条件下变化沥青路面结构层的模量,找出沥青路面在超载作用下随结构参数变化路表弯沉、面层拉应力、基层拉应力、底基层拉应力和土基顶面压应变等力学性能及路用性能的变化规律,针对超载作用下的沥青路面要合理控制各结构层之间的模量关系,同时提高土基模量.为超载作用下沥青路面设计、施工提供理论依据.     

陡坡路段沥青路面的力学响应

建立不同坡度下的典型沥青路面结构三维有限元模型,能够获得与纵坡、车速相应的路面弯沉、剪应力和层底拉应力的力学响应。计算结果表明：当纵坡增大时,弯沉与层底拉应力的增幅并不十分明显,而剪应力的增幅则比较显著。     

陡坡路段沥青路面的力学响应

建立不同坡度下的典型沥青路面结构三维有限元模型,能够获得与纵坡、车速相应的路面弯沉、剪应力和层底拉应力的力学响应。计算结果表明:当纵坡增大时,弯沉与层底拉应力的增幅并不十分明显,而剪应力的增幅则比较显著。     

BFRC-RCC复合路面的有限元分析

建立了玄武岩纤维混凝土（BFRC）-碾压混凝土（RCC）复合路面结构有限元计算模型,分析了上、下层BFRC和RCC板的厚度、弹性模量,以及基层顶面当量回弹模量对BFRC-RCC复合路面荷载应力和温度应力的影响规律,并提出减小板底应力的建议。     

沥青路面重载作用下损伤数值分析

针对当前我国沥青路面车辆超载的情况,对半刚性基层沥青路面结构在路表弯沉、结构应力、应变、使用寿命等方面进行数值计算与分析.结果表明,随着轴载的增加,弯沉增大轴载换算系数明显增加,车辆超载使累计标准轴次大大增加,路面使用寿命明显缩短,通过数值计算分析了车辆超载对沥青路面的静力损伤情况,为我国在重载交通条件下沥青路面的设计和沥青路面的早期破坏方面作指导.