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耦合场下陕北地区半刚性沥青路面力学响应分析

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长安大学学报（自然科学版） 2022年第5期42卷 1-11页

作者：申爱琴靳欣宽郭寅川何子明王胜难长安大学公路学院陕西西安710064

针对陕北地区半刚性沥青路面裂缝等病害严重的问题,对其在实际温度场、动载及温度-动载耦合作用下的力学响应进行了分析。利用有限元分析软件ABAQUS,建立了基于实测参数的典型半刚性沥青路面结构三维有限元模型,分析其在实际温度场、动... 详细信息

针对陕北地区半刚性沥青路面裂缝等病害严重的问题,对其在实际温度场、动载及温度-动载耦合作用下的力学响应进行了分析。利用有限元分析软件ABAQUS,建立了基于实测参数的典型半刚性沥青路面结构三维有限元模型,分析其在实际温度场、动载及耦合场条件下路面结构的力学响应规律。通过现场检测进一步探究了该地区半刚性沥青路面的破坏机理,并与有限元模拟结果进行了对比验证。研究结果表明:温度场作用下,路面各结构层拉应力随温度呈现出规律性变化,路面下面层的拉应力最大,底基层的拉应力最小;春季比冬季时温差对路面结构的破坏更严重,面层最大拉应力达1.488 MPa,路面极易因受拉而开裂。动载作用下,结构层中将产生较大的拉应力、剪应力及拉应变,底基层拉应变可达30×10^(-6)~40×10^(-6),较面层拉应变增大20×10^(-6)以上,故易从底部产生反射裂缝;超载作用会增大路面各结构层的力学响应值,增幅可达20%。耦合场作用与单一因素作用相比,会显著增大路面各结构层的力学响应值,路面受力状态更为复杂;春季温差-动载耦合作用对路面结构的拉应力和拉应变指标更为不利,而冬季温差-动载耦合作用下路面结构具有更大的剪应力。现场调研和检测结果与有限元模拟结果吻合较好。研究结果可为同类地区半刚性沥青路面结构组合设计、病害预防及处治提供理论参考。

关键词：道路工程半刚性沥青路面有限元分析温度场移动荷载动力响应

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动态载荷作用下半刚性沥青路面动力响应分析

系统仿真学报 2012年第7期24卷 1510-1515页

作者：陈一锴何杰张卫华储庆中合肥工业大学交通运输工程学院合肥230009 东南大学交通学院南京210096 徐州空军学院军交系徐州221000

基于功能化虚拟样机和有限元技术,提出一种精确车辆动态载荷作用下半刚性沥青路面响应的分析方法,可实现轮胎动、静载荷在半刚性沥青路面上的精确加载,从而准确预测路面疲劳寿命。基于车辆动力学原理,在ADAMS平台构建重型货车-路面高精... 详细信息

基于功能化虚拟样机和有限元技术,提出一种精确车辆动态载荷作用下半刚性沥青路面响应的分析方法,可实现轮胎动、静载荷在半刚性沥青路面上的精确加载,从而准确预测路面疲劳寿命。基于车辆动力学原理,在ADAMS平台构建重型货车-路面高精度虚拟样机模型,通过实车平顺性实验验证其正确性;在B级路面输入下,通过仿真获得各轴动载荷变化规律;基于弹性层状体系理论构建半刚性沥青路面的3-D粘弹性有限元模型,在同时考虑车辆载荷动态性、移动性及轮胎矩形印迹的基础上,分别分析单、双轮载荷作用下的路面响应。仿真表明水平应力的交变变化是半刚性沥青路面破坏的主要因素,而且所研究重型货车的后轴双轮造成的路面疲劳断裂破坏比前轴单轮增加了192%。

关键词：车辆动态载荷半刚性沥青路面重型货车虚拟样机有限元

车辆轴数和轮组对半刚性沥青路面极限轴载的影响

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武汉理工大学学报 2014年第12期36卷 60-65页

作者：曾梦澜谷世君薛子龙谭邦耀湖南大学土木工程学院长沙410082

通过对半刚性沥青路面典型结构进行有限元计算,探讨车辆轴数和轮组对路面极限轴载的影响。分析结果显示：轴数和轮组是影响半刚性沥青路面结构极限轴载的重要因素,路面的极限轴载随着车辆轴数或者轮组的增加而增大,增加轴数或者轮组可... 详细信息

通过对半刚性沥青路面典型结构进行有限元计算,探讨车辆轴数和轮组对路面极限轴载的影响。分析结果显示：轴数和轮组是影响半刚性沥青路面结构极限轴载的重要因素,路面的极限轴载随着车辆轴数或者轮组的增加而增大,增加轴数或者轮组可以提高半刚性沥青路面的极限轴载,保证路面的承载能力;极限轴载与轴型系数呈正比关系,轴型系数反映了轴数与轮组对极限轴载的综合影响;轮组相同时,随着轴数从单轴增加到双轴、三轴、四轴,轴型系数的增长率随轴数的增加而降低,为50%-27%-18%;轴数相同时,随着轮组从单轮组增加到双轮组、四轮组,轴型系数的增长率随轮组的增加而增加,为7.3%-13.5%。

关键词：半刚性沥青路面极限轴载轴数轮组

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动态荷载作用下半刚性沥青路面动力响应研究

森林工程 2019年第2期35卷 82-86,92页

作者：刘凯徐晓美张磊张小惠南京林业大学汽车与交通工程学院南京210037

相关研究表明,在进行半刚性沥青路面动力响应研究时,静载模式已经不能解释动态荷载作用下路面结构产生的各种现象,因此亟需开展动态荷载作用下半刚性沥青路面的动力响应研究。本研究首先根据道路参数,运用ABAQUS软件建立沥青路面与路基... 详细信息

相关研究表明,在进行半刚性沥青路面动力响应研究时,静载模式已经不能解释动态荷载作用下路面结构产生的各种现象,因此亟需开展动态荷载作用下半刚性沥青路面的动力响应研究。本研究首先根据道路参数,运用ABAQUS软件建立沥青路面与路基的三维动力分析模型,研究在ABAQUS中移动恒载及半波正弦荷载的加载实现方式。然后基于所编写的加载程序,研究半波正弦荷载与移动恒载作用下半刚性沥青路面各层的动力响应情况。最后,针对受力情况较为严重的沥青面层,研究不同车速下沥青面层的动力响应。分析结果表明:在动态荷载作用下,半刚性基层的水平方向及垂直方向动力响应明显,各面层之间的各向应力都较大;随着车速的增加,路面的各向应力呈现减小趋势。

关键词：动态载荷半刚性沥青路面动力响应有限元分析

具有碎石基层的半刚性沥青路面碎石层的应力状态变化规律的研究

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公路交通科技 2005年第8期22卷 12-14页

作者：任瑞波蒋洪胜王哲人山东建筑工程学院土木工程学院山东济南250014 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150090

为分析具有碎石基层的半刚性沥青路面结构中级配碎石层的应力变化规律,根据Drucker-Prager屈服准则,采用弹塑性有限元法,对级配碎石层竖向压应力和水平压应力沿深度和水平方向的变化情况进行了计算,总结了竖向压应力和水平压应力沿深度... 详细信息

为分析具有碎石基层的半刚性沥青路面结构中级配碎石层的应力变化规律,根据Drucker-Prager屈服准则,采用弹塑性有限元法,对级配碎石层竖向压应力和水平压应力沿深度和水平方向的变化情况进行了计算,总结了竖向压应力和水平压应力沿深度和水平方向的变化规律,分析表明,在整个荷载圆范围内级配碎石层竖向压应力为142～349kPa,荷载圆边缘处水平压应力为40～66kPa.该结论可为级配碎石材料室内动三轴试验施加偏压和围压提供借鉴.

关键词：柔性基层半刚性沥青路面应力状态弹塑性有限元

耦合场下吐鲁番半刚性沥青路面三维有限元分析

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2016年第1期35卷 40-45页

作者：申爱琴王礼根万晨光顾聘聘长安大学公路学院陕西西安710064

基于吐鲁番地区半刚性沥青路面车辙和横向裂缝病害严重的问题,对耦合场下的半刚性沥青路面进行力学响应量的分析。利用ANSYS软件对半刚性沥青路面结构建立三维有限元模型,在施加太阳辐射等温度荷载的同时施加车辆荷载,研究吐鲁番地区半... 详细信息

基于吐鲁番地区半刚性沥青路面车辙和横向裂缝病害严重的问题,对耦合场下的半刚性沥青路面进行力学响应量的分析。利用ANSYS软件对半刚性沥青路面结构建立三维有限元模型,在施加太阳辐射等温度荷载的同时施加车辆荷载,研究吐鲁番地区半刚性沥青路面在耦合场下的力学响应量,为吐鲁番地区半刚性沥青路面结构组合设计提供一些建议。分析结果表明：沥青面层厚度对沥青层最大剪应力和半刚性基层最大拉应力有着明显的影响,并建议吐鲁番地区沥青面层厚度取值为16~18 cm;沥青层最大剪应力和半刚性基层最大拉应力在7~13点,分别增加了4.5%和5.8%。

关键词：道路工程半刚性沥青路面有限元分析温度场耦合场

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半刚性沥青路面界面应力分析

西部交通科技 2010年第9期 55-59,93页

作者：刘美思才华沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

半刚性沥青路面在我国高速公路路面中应用广泛,但由于沥青面层与半刚性基层的层间变形协调性差,易产生较大的层间剪应力而引起沥青面层的剪切破坏。文章基于弹性层状体系理论,采用BISAR3.0软件分析了材料回弹模量、泊松比、行车荷载、... 详细信息

半刚性沥青路面在我国高速公路路面中应用广泛,但由于沥青面层与半刚性基层的层间变形协调性差,易产生较大的层间剪应力而引起沥青面层的剪切破坏。文章基于弹性层状体系理论,采用BISAR3.0软件分析了材料回弹模量、泊松比、行车荷载、层间结合状态等因素对沥青面层和半刚性基层层间最大剪应力、压应力的影响,并总结出各因素影响下的应力分布规律。

关键词：半刚性沥青路面界面应力分析

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温度对半刚性沥青路面极限轴载的影响

湘潭大学自然科学学报 2009年第4期31卷 69-72页

作者：曾梦澜张华湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

在不同的环境温度下．通过对典型结构的理论分析，探讨温度变化对半刚性沥青路面极限轴载的影响．考虑沥青混合料的粘弹性力学性质．利用沥青劲度模量与沥青混合料劲度模量之间的关系。采用BISAR软件进行计算，定义极限轴载为层底弯拉... 详细信息

在不同的环境温度下．通过对典型结构的理论分析，探讨温度变化对半刚性沥青路面极限轴载的影响．考虑沥青混合料的粘弹性力学性质．利用沥青劲度模量与沥青混合料劲度模量之间的关系。采用BISAR软件进行计算，定义极限轴载为层底弯拉应力等于各结构层材料抗拉强度时的轴载值．分析结果表明，温度是影响半刚性沥青路面极限轴载的一个重要因素；路面温度从-30℃上升到60℃，随着沥青面层厚度从10cm增加到30CWI，极限轴载降低24％～46％．

关键词：半刚性沥青路面极限轴载温度沥青混合料劲度模量

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动载作用下半刚性沥青路面力学响应分析

中外公路 2016年第5期36卷 49-53页

作者：李仕华王修山陕西职业技术学院陕西西安710100 浙江理工大学

为了解决陕西省高速公路沥青路面早期病害严重问题,选取陕西省典型的半刚性基层沥青路面结构,研究在动载作用下不同结构组合的沥青路面的力学响应。利用Ansys有限元分析软件对动荷载作用下的沥青路面进行仿真模拟,并提取数据进行分析,... 详细信息

为了解决陕西省高速公路沥青路面早期病害严重问题,选取陕西省典型的半刚性基层沥青路面结构,研究在动载作用下不同结构组合的沥青路面的力学响应。利用Ansys有限元分析软件对动荷载作用下的沥青路面进行仿真模拟,并提取数据进行分析,得到以下结论：随着沥青路面厚度的增加,沥青层拉应力、沥青层剪应力和半刚性基层拉应力均逐渐减小;随着沥青面层模量的增加,沥青层拉应力逐渐增加,而半刚性基层拉应力逐渐减小;该文建议沥青面层在18-20cm之间取值,半刚性基层厚度取值40cm以上。

关键词：道路工程路面结构设计有限元分析动态荷载半刚性沥青路面