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移动荷载作用下沥青路面结构分析
| 论文题名： | 移动荷载作用下沥青路面结构分析 |
| 关键词： | 荷载作用;沥青路面结构;路面结构参数;力学计算模型;应力与变形;应力和变形;研究对象;受力特性;实测数据;时程特性;交叉路口;变速;受力变形特性;路面结构分析;交通流;弹性层状体系;有限元建模;有限元方法;受力和变形;重载车辆 |
| 摘要： | 近年来，随着道路交通流量的增大和重载车辆的增多，以及高压轮胎的使用和交通流的渠化极易形成道路车辙。过早的车辙破坏已成为沥青路面的主要病害之一，特别是在城市公交港湾和交叉路口这一点表现的更为明显。本文主要通过理论分析、数值模拟和现场实测等手段，比较研究沥青路面结构在匀速和变速移动荷载作用下的受力和变形特点，对公交港湾和交叉路口处沥青路面结构产生的早期破坏给出合理解释。 首先，通过分析弹性层状体系和有限元方法的基本理论，论证了ANSYS在路面结构分析的可行性，并建立了交通荷载模型。 其次，以北京典型的路面结构为研究对象，讨论了有限元建模的边界条件、单元划分和参数选择，建立了三维力学计算模型，并对建立模型的有效性进行了检验。 再次，以选定的路面结构为研究对象，分析研究了汽车匀速行驶状态下路面结构的受力特性及时程关系，得到了沥青路面面层结构变形的时间规律；针对沥青路面结构的面层和基层，分别选定不同的厚度和模量参数，计算其在匀速移动荷载作用下的力学响应，分析了不同的结构参数对于应力、车辙形成的影响，得出了匀速荷载应力和变形的时程特性及路面结构参数对减小路面变形的影响。 最后，建立了变速移动荷载作用下的力学计算模型，对路面内应力与变形随车速的变化过程进行了计算模拟，得出了受力特性及时程关系；分析了匀减速荷载下路面结构参数的改变对模型内应力与变形的影响；对比研究了不同加速度及匀速和变速作用下的路面结构受力变形特性，并对数值计算结果与现场实测数据进行了对比分析。得出了变速荷载作用下的应力和变形时程特性及路面参数与车辆参数对路面结构破坏的影响，实测数据与在匀速行驶计算结果较为接近。 |
| 作者： | 白胜伟 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张志清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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