沥青路面坑槽修补开槽角度有限元分析与优化

发布时间：2020-12-25 10:34

　　为避免坑槽发生二次破坏,给沥青路面坑槽修补结构设计提供科学的理论支持,针对修补厚度和坑槽开槽角度两个影响因素,采用Goodman零厚度单元模型,运用非线性有限元软件ABAQUS计算了不同修补厚度和荷载耦合作用下补块缝界面的力学响应,分析了不同开槽角度下补缝界面的力学变化,结果表明:不同开槽角度对补块缝界面处拉应力和剪应力均有影响,对拉应力影响较大;开槽角度越大,修补块与原路面接触摩擦面积越大,二者黏结力也越强;开槽角度增大有利于修补材料与原路面的协同受力和变形,但鉴于节约材料和施工条件的限制,建议最佳开槽角度为30°～45°。 

【文章来源】：公路. 2020年10期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

Goodman模型示意

坑槽开槽角度分别取0°、10°、20°、30°、45°，以分析角度变化对修补边界力学响应的影响，见图2。为保证坑槽修补块与原路面结构具有较好的变形协同性，选择修补材料模量为1 200 MPa，坑槽尺寸确定为1 000mm×1 000mm×（40,60,80,100)mm。计算采用标准轴载BZZ-100，车轮荷载压强0.7 MPa。已有研究表明，轮胎与地面接触形状更接近于矩形[15]，现将轮载简化为正方形均布荷载，作用面积为0.189 m×0.189 m，双轮中心距为0.139m，两轮内侧边距为0.13m。路面在有汽车荷载行驶时，除承受垂直力，还承受水平力。一般情况下，水平力由式（2）确定：

考虑到汽车荷载行驶时，坑槽边界处应力随车轮与坑槽的相对位置在时刻变化。现选取车轮对坑槽边界应力影响最大的3个荷载与坑槽相对位置状况，以分析修补块边界处的应力变化，见图4。图4 荷载作用状况

【参考文献】：
期刊论文
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[9]不同车型非均布轮载作用力对沥青路面结构应力影响的三维有限元分析[J]. 胡小弟,孙立军.  公路交通科技. 2003(01)
[10]层状弹性体系理论及其在半刚性基层沥青路面分析中的应用[J]. 王凯.  中国公路学报. 1990(04)

博士论文
[1]沥青路面裂缝和坑槽养护维修技术的研究[D]. 康敬东.长安大学 2002

硕士论文
[1]沥青路面坑槽修补技术及其计算机仿真分析[D]. 徐清华.长安大学 2009



本文编号：2937484