基于移动荷载和连续变温条件下沥青路面结构力学响应研究
发布时间：2021-01-26 17:01
沥青路面高温车辙、低温开裂、疲劳裂缝等病害与温度、荷载的作用密切相关。深入分析沥青路面在温度场变化及动态荷载作用下的受力变形特征对揭示病害形成机理有意义重大。采用ABAQUS有限元软件建立三维半刚性基层沥青路面模型,从连续变温、移动荷载角度,计算沥青路面连续变化的温度场、温度应力及动态荷载作用下的路面结构层的应力和变形,进而揭示车辙、裂缝扩展的规律与机理,主要内容总结如下:（1）为了研究沥青路面温度场随环境温度变化规律,选择常规夏季高温一天24h温度和三种冬季低温1天24h温度,计算路面结构层连续变化的温度场及温度应力。通过变化面层沥青混合料的热物理参数（太阳辐射吸收率、热传导系数、热容量、发射率）,分析了各热物理参数变化对高温温度场的变化规律以及弹性模量、收缩系数与低温温度应力的关系。研究表明减小路面热传导率、增加热容量、降低路面材料吸收率、增加路面发射率均可减小白天高温时段沥青路面结构的温度。（2）在半刚性基层沥青路面模型荷载带上施加移动荷载,重点分析了制动力系数、温度场、车速、接地应力等因素对变形、应力的影响规律。研究表明:制动力的施加明显改变了沥青路面结构内部纵向应力S13、S...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：174 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
路面与大气间的温度交换图
太阳辐射和地表辐射是空气热分析，瞬态热分析的初始温度分布温度场导入到计算模型，作为进行梯度综合作用下的热-力学计算模式;然后进行热一力耦合计算。建立 ABAQUS 三维沥青路面有限元 2.2 所示。为道路结构温度场模拟弹性材料，其余的各层均视为线弹，层间温度及热流变化连续，位移布不变，热流仅沿路面垂直深度方。
图 2.3 沥青路面瞬态变温温度场数值模拟流程[61]度场分析路面材料参数面温度场模拟分析需要知道一天 24 h 的温度,文中选取了某地区天的温度，详细温度见表 2.1。沥青路面的热物理参数与弹性模.3，2.4。表 2.1 高温季节 1 天 24h 温度表温度(℃)时刻（h）温度(℃)时刻（h）温度(℃)时刻（h）25.2 6.5 24.6 12.5 34.9 18.5 24.7 7 25.4 13 35.3 19 24.2 7.5 26.2 13.5 35.5 19.5 23.7 8 27.2 14 35.6 20 23.3 8.5 28.2 14.5 35.5 20.5
【参考文献】：
期刊论文
[1]干线公路交叉口路面车辙易发区试验和数值方法研究[J]. 刘化学,陈炎. 中外公路. 2017(05)
[2]动载作用下典型沥青路面剪应力特性分析[J]. 肖川,艾长发,邱延峻. 公路交通科技. 2016(07)
[3]动荷载作用下沥青路面基层底裂缝扩展研究[J]. 葛辉,王宏畅. 林业工程学报. 2016(04)
[4]不同车速下沥青路面结构的动力响应[J]. 李江,王晓涛,余胜军. 公路交通科技. 2015(08)
[5]低速与变速动载作用下沥青路面动力响应[J]. 钱振东,杨宇明,陈团结,李展. 中南大学学报(自然科学版). 2015(03)
[6]三向非均布移动荷载作用下沥青路面动力响应分析[J]. 董泽蛟,谭忆秋,欧进萍. 土木工程学报. 2013(06)
[7]沥青路面温度场分布规律与理论经验预估模型[J]. 陈嘉祺,罗苏平,李亮,但汉成,赵炼恒. 中南大学学报(自然科学版). 2013(04)
[8]水平移动荷载作用下沥青路面的永久变形[J]. 李凌林,黄晓明. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(03)
[9]路面冻胀开裂热-应力耦合分析[J]. 杨建军,郑健龙,钱国平. 公路交通科技. 2010(07)
[10]太阳热反射涂层在沥青路面中的应用[J]. 王伟,曹雪娟,唐伯明. 公路与汽运. 2010(01)
博士论文
[1]沥青路面动态模量及裂缝扩展研究[D]. 梁俊龙.长安大学 2016
[2]三维复合型脆性断裂行为的数值计算与实验研究[D]. 朱莉.哈尔滨工程大学 2012
[3]半刚性基层沥青混凝土路面反射裂缝扩展和疲劳寿命研究[D]. 徐华.广西大学 2012
[4]沥青路面热反射与热阻技术降温机理与应用研究[D]. 张鑫.哈尔滨工业大学 2011
[5]沥青路面裂纹形成机理及扩展行为研究[D]. 毛成.西南交通大学 2004
硕士论文
[1]沥青路面的应力场测试及车辙敏感区分析[D]. 尚丽君.长安大学 2017
[2]含典型裂纹沥青路面开裂扩展特性研究[D]. 徐铖.西南交通大学 2017
[3]含裂缝体沥青路面动力响应特性研究[D]. 葛辉.南京林业大学 2016
[4]高寒地区沥青路面温度与荷载耦合动力行为[D]. 黄大强.西南交通大学 2016
[5]沥青路面温度场的数值模型研究[D]. 王芳芳.长安大学 2015
[6]半刚性基层沥青路面温度—应力耦合动响应及疲劳特性研究[D]. 胡晓鹏.石家庄铁道大学 2015
[7]移动荷载作用下层状沥青路面结构时程响应分析[D]. 梁洪涛.中南大学 2013
[8]季冻区柔性基层沥青路面Top-Down裂缝开裂机理及防治措施研究[D]. 闫正.长安大学 2013
[9]沥青混合料的热传导试验研究[D]. 徐达.长安大学 2012
[10]沥青面层温度裂缝的扩展有限元分析[D]. 甄西刚.郑州大学 2012
本文编号：3001492
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：174 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
路面与大气间的温度交换图
太阳辐射和地表辐射是空气热分析，瞬态热分析的初始温度分布温度场导入到计算模型，作为进行梯度综合作用下的热-力学计算模式;然后进行热一力耦合计算。建立 ABAQUS 三维沥青路面有限元 2.2 所示。为道路结构温度场模拟弹性材料，其余的各层均视为线弹，层间温度及热流变化连续，位移布不变，热流仅沿路面垂直深度方。
图 2.3 沥青路面瞬态变温温度场数值模拟流程[61]度场分析路面材料参数面温度场模拟分析需要知道一天 24 h 的温度,文中选取了某地区天的温度，详细温度见表 2.1。沥青路面的热物理参数与弹性模.3，2.4。表 2.1 高温季节 1 天 24h 温度表温度(℃)时刻（h）温度(℃)时刻（h）温度(℃)时刻（h）25.2 6.5 24.6 12.5 34.9 18.5 24.7 7 25.4 13 35.3 19 24.2 7.5 26.2 13.5 35.5 19.5 23.7 8 27.2 14 35.6 20 23.3 8.5 28.2 14.5 35.5 20.5
【参考文献】：
期刊论文
[1]干线公路交叉口路面车辙易发区试验和数值方法研究[J]. 刘化学,陈炎. 中外公路. 2017(05)
[2]动载作用下典型沥青路面剪应力特性分析[J]. 肖川,艾长发,邱延峻. 公路交通科技. 2016(07)
[3]动荷载作用下沥青路面基层底裂缝扩展研究[J]. 葛辉,王宏畅. 林业工程学报. 2016(04)
[4]不同车速下沥青路面结构的动力响应[J]. 李江,王晓涛,余胜军. 公路交通科技. 2015(08)
[5]低速与变速动载作用下沥青路面动力响应[J]. 钱振东,杨宇明,陈团结,李展. 中南大学学报(自然科学版). 2015(03)
[6]三向非均布移动荷载作用下沥青路面动力响应分析[J]. 董泽蛟,谭忆秋,欧进萍. 土木工程学报. 2013(06)
[7]沥青路面温度场分布规律与理论经验预估模型[J]. 陈嘉祺,罗苏平,李亮,但汉成,赵炼恒. 中南大学学报(自然科学版). 2013(04)
[8]水平移动荷载作用下沥青路面的永久变形[J]. 李凌林,黄晓明. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(03)
[9]路面冻胀开裂热-应力耦合分析[J]. 杨建军,郑健龙,钱国平. 公路交通科技. 2010(07)
[10]太阳热反射涂层在沥青路面中的应用[J]. 王伟,曹雪娟,唐伯明. 公路与汽运. 2010(01)
博士论文
[1]沥青路面动态模量及裂缝扩展研究[D]. 梁俊龙.长安大学 2016
[2]三维复合型脆性断裂行为的数值计算与实验研究[D]. 朱莉.哈尔滨工程大学 2012
[3]半刚性基层沥青混凝土路面反射裂缝扩展和疲劳寿命研究[D]. 徐华.广西大学 2012
[4]沥青路面热反射与热阻技术降温机理与应用研究[D]. 张鑫.哈尔滨工业大学 2011
[5]沥青路面裂纹形成机理及扩展行为研究[D]. 毛成.西南交通大学 2004
硕士论文
[1]沥青路面的应力场测试及车辙敏感区分析[D]. 尚丽君.长安大学 2017
[2]含典型裂纹沥青路面开裂扩展特性研究[D]. 徐铖.西南交通大学 2017
[3]含裂缝体沥青路面动力响应特性研究[D]. 葛辉.南京林业大学 2016
[4]高寒地区沥青路面温度与荷载耦合动力行为[D]. 黄大强.西南交通大学 2016
[5]沥青路面温度场的数值模型研究[D]. 王芳芳.长安大学 2015
[6]半刚性基层沥青路面温度—应力耦合动响应及疲劳特性研究[D]. 胡晓鹏.石家庄铁道大学 2015
[7]移动荷载作用下层状沥青路面结构时程响应分析[D]. 梁洪涛.中南大学 2013
[8]季冻区柔性基层沥青路面Top-Down裂缝开裂机理及防治措施研究[D]. 闫正.长安大学 2013
[9]沥青混合料的热传导试验研究[D]. 徐达.长安大学 2012
[10]沥青面层温度裂缝的扩展有限元分析[D]. 甄西刚.郑州大学 2012
本文编号：3001492
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