水泥混凝土路面车辆动荷载及路面结构响应分析

发布时间：2021-06-17 22:33

　　目前水泥混凝土路面结构设计,通常把车辆荷载假定静载作用,但是这种假定只能代表车辆停驻在水泥混凝土路面板时水泥混凝土路面结构的受力状态。而实际中水泥混凝土路面上行驶的车辆是移动的,并且会受到路面不平整度的激励产生附加动荷载,在车辆动荷载的作用下,加速水泥混凝土路面结构的破坏。为研究车辆动荷载对水泥混凝土路面板的破坏作用,从研究引起车辆产生振动的路面不平整度开始,研究分析了水混凝土路面不平整度特性,并且建立了基于路面不平整度模型;建立了车辆振动模型,把路基路面结构假定为Kelvin地基模型上的Euler-Bernoulli梁模型,从而建立了路面结构振动模型,并且通过车辆轮胎与水泥混凝土路面板的位移相容条件,把两个孤立的模型联系起来,建立耦合振动模型;通过对耦合方程组的求解,计算了路面不平整度、车辆速度、车辆载重等因素下车辆动荷载与动荷载系数;计算了以路面错台与路面坑洞为代表的破损水泥混凝土路面的车辆动荷载与动荷载系数;建立了ABAQUS水泥混凝土路面三维有限元模型,分析计算了车辆动荷载作用下路面结构应力变化与破损路面结构应力变化。研究结果表明:路面波形幅值对车辆动荷载具有显著影响,在路面波... 

【文章来源】：重庆交通大学重庆市

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【学位级别】：硕士

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路面不平整度的分类

重庆交通大学硕士学位论文10图2.1路面不平整度的分类FigClassificationofpavementroughness图2.2PLARC的路面构造分类Fig2.2PavementconstructionclassificationofPLARC图2.2为PLARC（国际道路协会）路面构造分类，给出了四种不平整度类型的波长与频率，并且指出了车辆在道路上行驶时的车路耦合作用（相互作用）[64]。从使用年限考虑，秦旻把路面不平整度划分为初始路面不平整度、中期路面不平整度与末期路面不平整度。其中出初期路面不平整度主要是由施工，路面构造物（刻槽、接缝）等因素有关。在道路使用周期内，由于车辆荷载的循环反复作用与道路周围环境的综合作用下，水泥混凝土路面各种病害随之出现，加速了路面不平整度的劣化，同时车辆动荷载也随之加大，加速水泥混凝土路面板的破坏。因此，建立符合水泥混凝土路面实际情况的不平整度路面模型，分析车辆动荷载特性与路面结构动力响应至关重要。2.2路面不平整度的测定方法与评价指标2.2.1路面不平整度的测定方法

重庆交通大学硕士学位论文12图2.31/4车辆模型Fig2.3Quarter-vehiclemodel不同的路面不平整度评价指标，各有优缺点与适用性。参考我国实际情况与现行有关规范要求，本文选取的路面不平整度数据来源于激光断面测试仪所测得的数据转化得到的，本文路面不平整度的评价指标采用平整度标准差σ。2.3路面不平整度模型2.3.1路面不平整度测定原理目前我国广泛采用八轮连续式平整度仪，进行路面平整度验收与质量评定。八轮连续式平整度仪可以直接测量路表面相较于八轮仪架（动态基准）的纵向高程差，然后通过数理统计计算，得出平整度标准差σ（均方差）来表征路面的不平整度图2.4路面曲线图Fig2.4Thepavementcurve如图2.4所示，假设图中的直线为理想的平面即道路设计线，但是由于设计、施工、车辆荷载与周围环境等因素的影响，实际路面表面线偏离理想平面线，为图中波动的实线，相对于理想平面线的偏离程度用σ来表征。在车辆的牵引下，连续式测平仪沿道路纵向行驶过程中，机架中间的测定轮按x间距采集测定轮相对于机架的上下位移值，得到系列数据d1，d2，…，di，…后，以每100m为一计算区间，自动计算区间的平整度标准差[54]。


本文编号：3236045