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重载车辆作用下沥青路面层间力学行为研究
| 论文题名： | 重载车辆作用下沥青路面层间力学行为研究 |
| 关键词： | 重载车辆;沥青路面;层间力学行为;动力响应;移动载荷 |
| 摘要： | 车辆是路面承受的主要载荷,而道路因长期承受车辆载荷而出现病害和破损。随着车辆向高速重载发展,车辆对道路的振动载荷不断增大,同时沥青混凝土路面由于材料选用、施工工艺等原因路面各层间无法达到完全连续状态,道路在重载车辆作用下的应力分布规律十分复杂,本文对重载车辆作用下沥青路面层间力学行为进行研究。 在高速公路运行车辆车型、载重量、胎压等特点的调查基础上,建立了三轴车辆和四轴拖挂车辆半车振动模型。利用MATLAB软件在时域内仿真了三轴车辆和四轴拖挂车辆各轮的附加动载荷和动载系数。分析了路面等级、车辆行驶速度、车辆载重量、轮胎刚度和车辆结构参数对动载系数的影响。结合车辆动力学方程,建立了车辆上坡路段行驶速度预测模型。分析了路线坡度、坡长、车辆载重量及换挡速度的选择等因素对车辆行驶速度的影响。 利用课题组相关人员开发的适合路面施工现场检测用的剪切仪,对路面结构层间粘结性能进行检测。得到了路面结构层间剪切强度及其变化规律。 用连续、粘结两种状况模拟路面层间接触状态,并计算路面结构的应力分布规律。分析了路面结构层间不同接触状态下,路面各位置正应力、剪应力之间的分布规律和大小。层间接触状态为粘结状态时,路面结构表面的纵向拉应力和路面结构内部层间的横向拉应力值将增大。路面结构的纵向剪应力和横向剪应力的最大值出现的位置也不相同。 利用路面层间接触模型分析了水平力、轮胎接地压力和温度等参数对路面结构动力响应的影响。水平力增加,轮胎接地压力的加大,会增大路面结构的弯沉、正应力和剪应力值。温度的升高,路面结构各位置的正应变和剪应变按非线性规律增大。 路面是典型的粘弹性材料,可用Burgers模型模拟路面材料的粘弹特性。通过编写移动载荷子程序,建立了移动载荷作用下路面结构动态响应分析模型。分析了车辆速度对路面结构相应的影响。速度增大,各位置的正应力和剪应力值均减小。 |
| 作者： | 郑仲浪 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 吕彭民 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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