重载车辆作用下普通水泥混凝土路面破坏机理研究

发布时间：2022-02-10 13:00

　　水泥混凝土路面凭借其造价低,易获得,同时抗高温以及刚度大,承受荷载能力强,使用后期维修费用低等优点,在我国得到了迅速发展,但水泥路面的早期破坏现象相当严重。目前国内行驶车辆部分属于超载超限的重载车辆,车轮作用于路面时,水泥混凝土路面结构内部时刻应力、应变大小、方向均为未知,利用常规设计手段的得出的路面结构已无法适应现今环境下的重载车辆要求,因此需要对重载车辆与普通水泥混凝土路面的作用机理进行深入研究。本文利用自主研发的三轴加速度测试仪测得车辆轮轴竖向加速度值,并加以分析得出车辆动荷载作用规律,同时设计了一种基于大型MTS试验机模拟车辆重荷载的道路结构模型试验方式。通过MTS作用压头设计,以及作用荷载与接地面积及接地压强的关系确定MTS模拟车辆重荷载的可行性,以典型刚性路面、半刚性基层路面结构为研究对象进行路用材料配合比试验,根据建立的路面结构模型,采用大型MTS设备进行了水泥混凝土路面重荷载作用下路面板内部应力、应变响应试验,得到重荷载作用下不同荷位处的应变数据,给出重荷载作用下水泥混凝土路面内部应力变化规律,并通过ABAQUS软件建立水泥混凝土路面三维有限元模型,进行仿真分析。从实测... 

【文章来源】：山东交通学院山东省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究的目的及意义
        1.1.1 研究目的
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容及主要问题分析
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 主要问题及关键技术
        1.3.3 技术路线图
2 车辆荷载时域特征分析
    2.1 测试仪器
        2.1.1 设备简介
        2.1.2 三轴加速度采集仪功能单元
    2.2 采集仪安装与调试
    2.3 试验参数选取
    2.4 车辆轮轴垂直振动加速度与动荷载的关系
    2.5 车辆轮轴振动时域分析
        2.5.1 车辆轮轴竖向振动时域结果
        2.5.2 振动加速度标准差分析
    2.6 本章小结
3 路基路面模型设计
    3.1 原材料检验
    3.2 水泥混凝土面层配合比设计
    3.3 水泥稳定碎石基层配合比设计
    3.4 试验方案分析
        3.4.1 加载头设计
        3.4.2 模拟加载压头接地面积及接地压强设计
    3.5 组合式模型箱设计及模型施工
        3.5.1 组合式模型箱设计加工与制作
        3.5.2 路基施工
        3.5.3 基层施工
        3.5.4 面层施工
        3.5.5 模型安装就位
    3.6 传感器分析与埋设设计
        3.6.1 应变传感器原理分析
        3.6.2 应变传感器埋设研究
        3.6.3 数据采集设计
    3.7 本章小结
4 基于大型结构模型试验的重荷载作用下水泥路面结构响应研究
    4.1 试验分析思路
    4.2 试验数据结果
    4.3 模型试验数据分析
    4.4 与轮轴竖向加速度对比分析
    4.5 本章小结
5 重载作用下水泥路面响应仿真分析
    5.1 有限元软件简介
    5.2 重载作用下的ABAQUS有限元模型
        5.2.1 基本假设
        5.2.2 路面结构模型参数
        5.2.3 重载车辆荷载模拟
    5.3 仿真结果
    5.4 仿真数据分析
        5.4.1 模型数据分析
        5.4.2 距离-挠度分析
    5.5 应变-荷载对比分析
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 本文主要结论
    6.2 本文主要创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
在校期间主要科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于重载交通的赣西地区普通干线公路典型路面结构优化设计[J]. 张可强,纵瑾瑜.  中国市政工程. 2018(06)
[2]基于ABAQUS板底脱空处治前后水泥板力学行为分析[J]. 苟强,王乾,王晓强,杨国帆.  公路工程. 2018(04)
[3]重载交通区域水泥混凝土路面面层病害影响因素分析[J]. 阙初林.  福建建材. 2018(07)
[4]重载交通下高速公路路基动应力实测研究及工作区划分[J]. 张瑞蕾,刘文劼,董城.  湖南交通科技. 2018(02)
[5]考虑路面不平整度因素的车路耦合系统非线性数值模型[J]. 许海亮,何炼,何兆才,安栋.  公路交通科技. 2017(08)
[6]车辆轮轴竖向振动时域特征试验研究[J]. 刘晓,胡朋,李岩涛.  公路与汽运. 2017(03)
[7]基于Abaqus的旧水泥混凝土路面加铺沥青层结构的力学研究[J]. 程培峰,林宏.  公路工程. 2017(01)
[8]接缝传力杆对重载水泥混凝土路面影响研究[J]. 乔志,谭刚,张志芳.  武汉理工大学学报. 2015(10)
[9]基于路面不平整度的车辆动荷载系数分析[J]. 杨春风,解帅,孙吉书.  重庆交通大学学报(自然科学版). 2015(04)
[10]路面板固化翘曲对车辆动荷载和行驶舒适性的影响[J]. 胡昌斌,孙增华.  振动与冲击. 2014(23)

博士论文
[1]重载交通水泥混凝土路面材料与结构研究[D]. 蒋应军.长安大学 2005

硕士论文
[1]水泥混凝土路面早期断板病害成因分析[D]. 谭金涛.重庆交通大学 2018
[2]水泥混凝土路面上重载车辆的动荷载分析[D]. 周华.重庆交通大学 2018
[3]重载交通下水泥混凝土路面结构响应分析[D]. 张悦.河北工业大学 2015
[4]高等级公路车辆轴载谱分析及超载防治对策研究[D]. 邵伟.长安大学 2010
[5]基于路面平整度时域模型的沥青路面车辙计算方法研究[D]. 陈洪兴.重庆交通大学 2008
[6]重载对水泥混凝土路面损坏机理与对策研究[D]. 赵艳玲.哈尔滨工业大学 2006
[7]水泥混凝土路面极限承载力研究[D]. 孔铭.湖南大学 2006
[8]重载道路路面设计方法研究[D]. 刘颖.长安大学 2001



本文编号：3618934