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《基于重載車輛作用下的瀝青路面層間應(yīng)力分析探討》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于重載車輛作用下的瀝青路面層間應(yīng)力分析探討：瀝青路面的破壞機理一直是道路從業(yè)人員關(guān)注的焦點課題。本文對瀝青路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力有限元分析進行詳細的分析探討，對瀝青路面的設(shè)計及施工有一定的指導(dǎo)意義?！ ￡P(guān)鍵詞：瀝青路面、層間應(yīng)力分析、有限元分析 Abstract:thedamagemechanismoftheasphaltpavementisalpersonnelissue.Inthispaper,theasphaltpavementstructurestressadetailedanalysisofthefiniteelementa
2、nalysis,thispaperoftheasphaltpavementofdesignandconstructionhassomesignificance. Keyentlayer,betentanalysis ?。篣416.217：A： 引言 車輛載荷是造成路面損傷的一個主要因素。推移和擁包等破壞現(xiàn)象是道路工程實踐中常見破壞形式。該現(xiàn)象與車輛對路面水平載荷的作用以及層間接觸狀態(tài)密切相關(guān)，用有限元方法對路面進行受力分析可以較為準確的揭示導(dǎo)致路面破壞的力學(xué)特征。 瀝青路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力有限元分析條件 1、面
3、結(jié)構(gòu)有限元模型的基本假定 采用有限元方法建立道路多層體系有限元模型時，首先，需對實際道路進行一定簡 化，忽略次要因素的影響，以集中對關(guān)鍵問題的研究。因此，為便于進行分析，對道路 的彈性層狀體系作如下假定: (1)各層皆由均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性材料組成;其彈性參數(shù)以彈性模量E和泊 松比表征，這種材料的力學(xué)性能服從虎克定律; (2)各層平面無限大.面層和基層有一定的厚度.底基層為半無限體; (3)上層作用載荷，各層水平無限遠處和底基層無限深處應(yīng)力分量為零; (4)層間不出現(xiàn)脫空，且各層分界面之間的接觸條件采用連續(xù)
4、體系，即應(yīng)力和位移完 全連續(xù)?！ ∥覈鞘械缆仿访嬖O(shè)計除了滿足彎沉和拉應(yīng)力兩項指標之外，尚須進行瀝青混合料面層的剪應(yīng)力驗算.在進行瀝青面層的剪應(yīng)力驗算時，要求面層在車輪垂直荷載與水平荷載共同作用下，其破壞面上產(chǎn)生的剪應(yīng)力不應(yīng)超過材料的容許剪應(yīng)力?！ ?路面結(jié)構(gòu)有限元模型的結(jié)構(gòu)與參數(shù) 基于以上假設(shè)，根據(jù)某城際快速干道實際路面結(jié)構(gòu)的參數(shù)建立道路多層體系的三維有限元模型。 圖1路面結(jié)構(gòu)有限元摸型 路面結(jié)構(gòu)有限元模型的邊界條件 根據(jù)道路在實際車輛運行條件下的受約束和加載條件，進行一定簡化，得到道路多層體系有限元模型的邊
5、界條件?！ 《⑤d荷作用下半剛性瀝青路面層間接觸應(yīng)力有限元分析 車輛在水平道路上行駛過程中，既有對路面垂直方向載荷的作用，又有對路面水平方向載荷的作用，且水平方向的載荷會隨車輛行駛狀態(tài)的不同而改變。 現(xiàn)行的瀝青路面規(guī)范中假定瀝青路面層間的接觸為完全連續(xù)狀態(tài)，根據(jù)前面所建立的有限元模型，在垂直均布載荷為25kN，輪胎接地壓力為0.7Mpa的條件下計算了不同水平力系數(shù)的幾種工況（具體計算結(jié)果不在此一一列舉）。根據(jù)計算結(jié)果可得出以下結(jié)論： ?。?）、層間連續(xù)在無水平力作用時，剪應(yīng)力無論極大值還是極小值，其絕對值都隨深度的增加而
6、成增大的趨勢，荃層頂部的值達到最大，且其極值的坐標位置不變?！ 。?）、隨著深度的增加，各工況最大值成增加趨勢。這是因為剪應(yīng)力隨深度方向變化的趨勢是先增大后減小，該結(jié)構(gòu)到達基層頂部時仍未達到最大值。水平載荷系數(shù)為0.15時，極小值規(guī)律不明顯:當(dāng)水平載荷系數(shù)大于0.35時，極小值的絕對值成明顯減小趨勢。 ?。?）、上面層頂部的最大值隨水平載荷的增加變化不明顯，最小值的絕對值成明顯增大趨勢:其余各層的最大值均隨水平載荷的增加而減小，但最小值的絕對值隨水平載荷的增加而增大?！ 。?）、基層頂部的最大值均比下面層層底要大，隨水平力系數(shù)的
7、增加最小值絕對值基層頂部的增加趨勢沒有面層底部快，說明水平載荷對下面層層底的影響更為顯著. 三、層間光滑情況下層間剪應(yīng)力有限元分析 瀝青路面在車輛載荷長期作用以及水破壞等因素的影響下，路面層間的粘結(jié)性能會大大下降，這種現(xiàn)象在面層與基層間表現(xiàn)的尤為突出，不少區(qū)域面層和基層間僅僅存在摩擦。按層間接觸的極端情況考慮，這種層間的簡單摩擦狀態(tài)可視為完全光滑狀態(tài).通過對層間光滑情況進行分析，進一步研究瀝青路面在該情況下的破壞行為。根據(jù)水平載荷的不同，對層間光滑情況安排了五種工況?！ ”?五種工況描述 分析結(jié)果如下圖所示：
8、 圖3應(yīng)力對比圖 根據(jù)分析結(jié)果可以看出，在不同水平力系數(shù)下層間光滑狀態(tài)面層底部x方向正應(yīng)力與應(yīng)變變化的規(guī)律具有一致性，基本成“谷一峰一谷”的變化趨勢，且既有拉應(yīng)力又有壓應(yīng)力，應(yīng)變既有“拉伸”狀態(tài)又有“壓縮即狀態(tài)?！ 。?）當(dāng)無水平載荷時，表現(xiàn)為明顯的對稱變化，
