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行车荷载作用下沥青路面的动态响应分析及路基路面协调设计
| 论文题名： | 行车荷载作用下沥青路面的动态响应分析及路基路面协调设计 |
| 关键词： | 沥青路面;动态响应;行车移动荷载;性能指标;协调性问题 |
| 摘要： | 现行沥青路面设计规范在分析路面结构受力时，将车辆作用荷载视为均匀分布的静载，而实际车辆作用荷载为移动荷载，且由于实际路面的不平整将导致车辆动荷载大小并非恒定，这将对路面结构力学分析和厚度设计产生一定影响。本文基于两自由度1/4车辆悬架模型，将路表面不平整作为车辆振动激励，推导不平整路面上车辆附加动荷载的理论解析式。应用无限单元理论，基于ABAQUS，建立有限单元-无限单元耦合的路面结构计算模型，分析了考虑不平整影响的路面结构在行车移动荷载作用下的动力响应。进一步建立不同结构厚度组合的典型半刚性基层和柔性基层沥青路面，应用有限元动力响应分析结果，基于路基路面性能指标（沥青层疲劳、半刚性层疲劳和土基永久变形）预估模型，分析了不同路面结构厚度组合适应不同交通等级时，路基路面性能指标的协调性问题。 (1)应用无限单元理论，基于ABAQUS通用有限元软件，建立了弹性半无限地基的有限单元，无限单元耦合模型以消除边界效应对计算结果的影响，将耦合模型的数值解与理论解进行对比分析，验证了耦合模型的可靠性。 (2)基于两自由度1/4车辆悬架模型，假设路表面不平整形态符合正弦波形变化规律，将路面不平整作为车辆振动激励，通过理论分析，推导了不平整路面上车辆附加动荷载的理论解析式。进一步建立有限单元-无限单元耦合的路面结构模型，分析了不平整路面在行车移动荷载作用下路面结构的动力响应。 (3)考虑不同结构厚度组合的典型半刚性基层和柔性基层沥青路面，应用有限元动力响应分析结果，基于路基路面性能指标（沥青层疲劳、半刚性层疲劳和土基永久变形）预估模型，分析了不同路面结构厚度组合在适应不同交通等级时，路基路面性能指标的协调性问题，并进一步得到了典型沥青路面结构组合适应不同交通等级时路基模量的合理取值范围。 |
| 作者： | 孙超 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 周正峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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