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破损水泥混凝土路面加铺沥青混凝土路面的力学响应分析

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中外公路 2010年第3期30卷 71-75页

作者：吕惠卿张湘伟张荣辉广东工业大学广东广州510090

采用通用的有限元分析程序Ansys,对破损水泥混凝土路面(CCP)加铺半刚性基层和沥青混凝土路面(ACP)结构进行力学响应分析。考虑试验路段旧路面结构的实际几何形状及其接、裂缝情况,进行力学建模,首先将试验路段的理论分析结果同弯沉测量... 详细信息

采用通用的有限元分析程序Ansys,对破损水泥混凝土路面(CCP)加铺半刚性基层和沥青混凝土路面(ACP)结构进行力学响应分析。考虑试验路段旧路面结构的实际几何形状及其接、裂缝情况,进行力学建模,首先将试验路段的理论分析结果同弯沉测量结果及振弦式传感器的应变测量结果进行比较,验证理论计算方法的正确性和有效性。接着分析了旧水泥混凝土路面的破裂尺寸、加铺基层的厚度、沥青混凝土面层模量对路面结构力学响应的影响,得出加铺路面结构设计中应该注意的一些问题。

关键词：道路工程力学响应分析有限元法沥青混凝土路面

国省干线沥青路面力学响应分析与路面性能分析 ——以重庆市为例

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国省干线沥青路面力学响应分析与路面性能分析 ...

作者：尹豪重庆交通大学

学位级别：硕士

不利的交通荷载因素和环境因素造成了国省干线公路路面病害日益趋于复杂化以及严重化。然而,我国研究人员分析路面力学响应时通常采用沥青混合料材料的静态模量,对其本构属性的考虑欠缺,并且涉及车辆行驶特性及环境因素的研究相对较少... 详细信息

不利的交通荷载因素和环境因素造成了国省干线公路路面病害日益趋于复杂化以及严重化。然而,我国研究人员分析路面力学响应时通常采用沥青混合料材料的静态模量,对其本构属性的考虑欠缺,并且涉及车辆行驶特性及环境因素的研究相对较少。本文以重庆市国省干线公路典型结构为例,分析了不同交通荷载因素和环境因素对沥青路面结构力学响应及路面性能的影响。首先,针对重庆市交通、环境因素以及病害特征进行了调研分析,发现重庆市国省干线公路的路用性能受到特殊地形以及温度、湿度区域性和季节性特征的影响,干线公路交通量增长速度较快,超载现象明显,主要病害以裂缝类为主,并伴有车辙及水损害等。其次,选择了合适的沥青混合料动态模量预估方程,通过室内试验测定了 AC-13（SBS 改性沥青）、AC-20（70#基质沥青）两种沥青混合料物理力学性能,确定了沥青混合料动态模量预估模型的材料参数。再者,为了确保有限元分析时模型计算的精确性,选取了合适的荷载作用形式和模型边界条件,并对模型以及网格的尺寸进行了收敛性分析。此外,还确定了路面结构力学分析指标以及路面性能分析指标。之后,利用有限元软件ABAQUS确定了典型结构最不利力学响应位置,计算分析了轴载、行车速度、纵坡（水平荷载）、温度以及路基湿度（地下水位）对典型结构力学响应及路面性能的影响,并对路面性能进行了影响因素敏感性分析。研究结果表明:轴载大小对各项力学指标影响显著,轻微超载货车比例（5%-25%）会严重降低基层疲劳寿命及加速沥青层永久变形;低速路段（20km/h）的基层疲劳寿命仅为高速路段（80km/h）的57.3%;纵坡路段上车辆的不同行驶特性易造成路表剪切破坏及剪切流动变形;温度改变对各项力学指标影响较大,根据多温度区间计算所得的基层累计疲劳损伤和沥青层累计永久变形大于采用单一温度区间的计算值;地下水位距路基顶距离h值较大的路段,其基层预估疲劳寿命大于h值较低路段的基层预估疲劳寿命;交通、环境因素对基层疲劳寿命的影响主次顺序为:超载货车比例＞行车速度＞温度修正系数＞地下水位,对沥青层永久变形影响的主次顺序为:路面等效温度＞超载货车比例,而行车速度和地下水位对沥青层永久变形影响不显著。最后,根据重庆市国省干线病害特征和力学分析结果,提出了重庆市国省干线沥青路面病害防治措施,为普通沥青路面结构设计及病害防治提供一定参考。

关键词：国省干线公路动态模量力学响应分析交通因素环境因素

雪荷载下充气膜结构的力学响应分析与破坏机制研究

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雪荷载下充气膜结构的力学响应分析与破坏机制研究

作者：张乐西安建筑科技大学

学位级别：硕士

近年来充气膜结构在国内发展迅速。充气膜结构是一种雪荷载敏感的柔性结构,雪荷载在其结构设计中往往起控制作用。国内外就曾经发生过因雪荷载导致充气膜结构坍塌的事故,因此本文着重分析雪荷载下充气膜结构的力学响应和破坏机制。首先... 详细信息

近年来充气膜结构在国内发展迅速。充气膜结构是一种雪荷载敏感的柔性结构,雪荷载在其结构设计中往往起控制作用。国内外就曾经发生过因雪荷载导致充气膜结构坍塌的事故,因此本文着重分析雪荷载下充气膜结构的力学响应和破坏机制。首先,对比分析了我国规范、美国规范、加拿大规范和欧盟规范对充气膜结构的雪荷载分布规定;研究单坡屋面、单跨双坡屋面以及拱形屋面的雪荷载分布情况,并结合这些规范给出充气膜结构的雪荷载分布简化模型。其次,对充气膜结构进行二维模型雪荷载受力理论分析,得出影响充气膜结构力学性能的因素。之后利用ANSYS有限元软件对二维模型和三维模型进行对比分析,讨论了结构的内压、雪压、长宽比以及矢跨比参数变化对充气膜的雪荷载下内力、变形的影响。着重分析了其对结构的竖向最大位移和最大应力值的影响。接着,对部分柔性太阳能板覆盖的充气膜结构进行了研究,讨论了太阳能板布置方式对充气膜结构的影响,并对部分太阳能板覆盖的充气膜结构的雪荷载响应进行了研究。最后,主要对充气膜结构的强度破坏进行了研究。推导了充气膜结构在雪荷载作用下,凹陷处的极限承载力的计算公式,探讨了结构极限承载力与充气膜结构的膜厚、矢跨比、长宽比和内压的关系,并运用LS-DYNA软件分析了其对膜单元极限荷载的影响。

关键词：充气膜结构雪荷载力学响应分析强度破坏

基于ABAQUS的有轨电车不同厚度道床力学响应分析

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智能计算机与应用 2023年第4期13卷 104-110页

作者：黄崇伟朱美宣孙瑜李巍逍上海理工大学交通运输工程系上海200093

基于ABAQUS有限元分析软件,建立了不同结构层厚度下有轨电车道床板三维有限元模型,分析板中、板端荷载作用下整体道床板底水平拉应力、板顶弯沉、土基顶面压应力,以及弯沉随不同道床板厚度、支撑板厚度的力学响应规律。研究结果表明:在... 详细信息

基于ABAQUS有限元分析软件,建立了不同结构层厚度下有轨电车道床板三维有限元模型,分析板中、板端荷载作用下整体道床板底水平拉应力、板顶弯沉、土基顶面压应力,以及弯沉随不同道床板厚度、支撑板厚度的力学响应规律。研究结果表明:在板中荷载作用下,道床板表面呈“盆地状”下压,其弯沉值随着道床板厚度的增大而减小,板底水平拉应力随着道床板厚度的增大而减小,土基顶面的压应力可达14.020 kPa,路基顶面弯沉约为1.543 mm;在板端荷载作用下,受荷道床板拉应力随着道床板厚度的增加逐渐减小;未受荷道床板的板顶弯沉和土基顶面压应力及弯沉等力学响应参数,随着离接缝距离的增大而递减。因此,20 cm的道床板,12 cm的支撑层更有利于有轨电车的安全与质量保障。

关键词：有轨电车整体道床有限元结构层厚度力学响应分析

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某国道“白加黑”沥青薄层罩面力学响应分析

公路与汽运 2014年第3期 140-142页

作者：易卫锋湖南省湘筑工程有限公司湖南长沙410004

为研究水泥砼路面上沥青薄层罩面的力学行为,结合湖南省某国道改造项目工程实例,运用BISAR3.0程序对沥青薄层罩面及其层间的力学响应规律进行分析。结果表明,层间结合状态对"白加黑"薄层罩面层内拉应力和拉应变影响显著,从完全连续到完... 详细信息

为研究水泥砼路面上沥青薄层罩面的力学行为,结合湖南省某国道改造项目工程实例,运用BISAR3.0程序对沥青薄层罩面及其层间的力学响应规律进行分析。结果表明,层间结合状态对"白加黑"薄层罩面层内拉应力和拉应变影响显著,从完全连续到完全光滑,最大拉应力和最大拉应变显著增大,所以应加强沥青罩面层与旧水泥砼路面之间的粘结;超载对剪切应力影响显著,通过增大罩面层的模量可以有效减小沥青层的剪切变形;罩面层厚度对最大剪应力τmax的影响,层间连续时以3cm为界,层间光滑时以4cm为界。

关键词：公路白加黑薄层罩面力学响应分析 BISAR 3 0

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“白改黑”路面沥青薄层罩面力学响应分析

企业技术开发 2014年第3期33卷 35-37页

作者：王伟湖南万寿建设有限公司湖南长沙410002 长沙市天心城市建设投资有限责任公司湖南长沙410002

为研究"白改黑"路面沥青薄层罩面的力学行为,运用BISAR3.0程序对某国道改造项目的沥青薄层罩面及层间力学的响应规律进行计算分析。结果表明:层间结合状态对沥青层内拉应力和拉应变影响显著,从完全连续到完全光滑,沥青层内拉应力和拉应... 详细信息

为研究"白改黑"路面沥青薄层罩面的力学行为,运用BISAR3.0程序对某国道改造项目的沥青薄层罩面及层间力学的响应规律进行计算分析。结果表明:层间结合状态对沥青层内拉应力和拉应变影响显著,从完全连续到完全光滑,沥青层内拉应力和拉应变显著增大,应加强沥青罩面层与旧水泥混凝土路面之间的粘结;超载对剪切应力影响很大;采用高粘度的改性沥青增大罩面层模量,是减小最大剪切应力的有利措施。当沥青薄层罩面层厚度小于3 cm,最大剪切应力随厚度的增大而递增,大于3 cm则随厚度的增大而递减。

关键词：沥青路面薄层罩面力学响应分析 BISAR 3 0

旧水泥混凝土路面上沥青薄层罩面力学响应分析

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公路工程 2010年第4期35卷 42-46页

作者：曹志远张起森郭忠印查旭东同济大学上海201804 长沙理工大学湖南长沙410076

为了研究旧水泥混凝土路面上沥青薄层罩面的力学行为,运用BISAR程序对荷载作用下旧水泥混凝土路面上沥青薄层罩层层内及层间力学的响应规律做了分析,通过定义最不利值探讨了材料和荷载参数变化对罩面层结构应力的影响。结果显示:超载对... 详细信息

为了研究旧水泥混凝土路面上沥青薄层罩面的力学行为,运用BISAR程序对荷载作用下旧水泥混凝土路面上沥青薄层罩层层内及层间力学的响应规律做了分析,通过定义最不利值探讨了材料和荷载参数变化对罩面层结构应力的影响。结果显示:超载对罩面层的影响比罩面层厚度和模量的增加对罩面层的影响要大;当荷载、罩面层模量、罩面层厚度同时增加50%时,罩面层模量对减小εmax、γmax最有利,增大模量可以减小剪切变形,增强路面的抗滑移能力;从减小最大剪应力γmax的效果来看,增大罩面层模量比增加罩面层厚度更合理。

关键词：沥青混凝土力学响应分析层状体系旧水泥混凝土薄罩面层

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透水性沥青混凝土路面力学响应分析

重庆建筑 2019年第2期18卷 30-33页

作者：郝渝军苏定江程菓重庆市市政设计研究院重庆400020

针对典型透水性沥青路面结构,该文采用ABAQUS有限元方法,分别改变路面结构面层厚度、底基层厚度以及土基模量,分析路面力学响应,并对所研究的透水性沥青路面结构进行工程试验段应用。结果表明:透水性路面竖向位移随路面含水量的增加而减... 详细信息

针对典型透水性沥青路面结构,该文采用ABAQUS有限元方法,分别改变路面结构面层厚度、底基层厚度以及土基模量,分析路面力学响应,并对所研究的透水性沥青路面结构进行工程试验段应用。结果表明:透水性路面竖向位移随路面含水量的增加而减小;随着面层厚度的增加,路表弯沉和土基顶面压应变随之减小;增加透水性沥青路面底基层厚度可以有效改善路面力学状况;路表弯沉和土基顶面压应变受土基模量影响较大。因此,推荐透水性沥青混凝土路面的面层厚度应大于12cm,底基层厚度取20～40cm,在有条件的地方优先采用土基模量高的砂性土。

关键词：透水性路面结构层厚度土基模量力学响应分析

水泥稳定低品位铁矿碎石路用性能力学响应分析研究

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山东交通科技 2019年第1期 19-23页

作者：季正军李刚胡家波王峰山东省交通科学研究院山东济南250031 山东省道路结构与材料重点实验室山东济南250031 山东鲁中公路建设有限公司山东淄博255000

基于水泥稳定碎石的设计原则,针对低品味铁矿碎石的力学特性,提出了更为优化的骨架密实型级配结构,通过采用单轴压缩模量及弯沉盆反算模量的试验研究方法,对水泥稳定低品位铁矿碎石路用强度特性以及试验路的力学响应进行分析研究。

关键词：水泥稳定碎石混合料低品位铁矿碎石单轴压缩模量力学响应分析路用性能评价