文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
重载作用下三维路基路面结构体系的动力特性研究
姓名:陈卓
申请学位级别:硕士
专业:岩土工程
指导教师:李萍
20050601
摘要关键词:重载;路基路面;应力与变形;三维动力有限元沥青路面是目前我国高等级公路路面结构主要形式之一,随着近年来超载和重载车辆的增多,沥青路面早期破坏现象越来越普遍,重载己成为危害路面的重要因素之一。另外,车辆在行驶过程中由于路面的不平整而产生振动,对路基路面施加的荷载是典型的动力荷载,而现行的路基路面的设计仍然采用竖向静载作用下的弹性多层理论,该理论不能反映路基路面的动态特性。本文在借鉴已有研究成果的基础上,从典型沥青路基路面结构入手,应用三维动力有限元的基本方法,结合有限元分析软件治鲋卦刈饔孟侣坊访娴动力响应,得到了不同荷载、车速和路面的不平整度对路基路面的应力、应变和弯沉的影响规律。即在重载作用下,路基路面的应力分布更加不均匀,应力集中现象更加严重;路基路面的应力和弯沉随车辆荷载和路面的不平整度的增加明显增大;车辆速度的增加使路基路面的应力和弯沉有一定的减小,但是应力和弯沉的波动幅度随车速的增加而增大;在荷载、车速和路面的不平整度三个因素中,荷载的影响最大。本文结论可为沥青路基路面结构的设计施工提供参考。兰恚畑笱聊竟こ萄г
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第滦髀——津京唐高速公路。年月底上海沪嘉杭高速公路建成通车,实现我国大兰州理工大学硕士学位论文底,建成通车的高速公路己超过公里。到年底,高速公路的通车总里程。概述新中国成立以来,我国公路通车里程由建国初期的蚬ɡ锷仙甑蚬ɡ铮⒄故潜冉涎杆俚摹旯裨赫脚冀ㄉ栉夜谝惶醺咚俟陆上高速公路零的突破。年底,建成通车的高速公路共有ɡ铮己达ɡ铩=【玫牟欢仙罨接导致路面出现严重的损坏。因此在我国道路里程不断增加的同时,路面的早期破坏现象也越来越突出,许多地区出现了“当年修,来年坏”的现象,其中一个主要由于重载和超载车辆给路基路面造成的不利作用,也给高等级路面设计理论提出新的更高的要求,目前沥青路面设计存在的主要问题有】【浚路面设计荷载均假定为静载,这在道路使用初期行车速度较慢的情况下是合理的,而且使用静载能使设计得到简化。随着高速公路的修筑和汽车工业的发展,如今行驶在高速公路上的载重汽车的时速几乎都在/陨希谡庵智榭鱿拢岳镁苍乩创媸际中的动荷载会给路面的设计带来很大的误差;访娼峁狗治瞿P痛蠖际墙ǔ辆荷载简化成双圆均布垂直荷载和单向水平荷载,而忽略了轮胎与路面接触面积上压力的非均布性。由于经济的发展使公路交通日益呈现出重载交通特征,超载的影响越来越大。根据目前的分析,荷载作用于地面的接地形状更接近矩形,因此计算时虚将荷载作用假设为矩形非均布荷载【我国现行设计方法均是以常规荷载一作为设计依据,加上路面材科的非线性性质,将常规荷载应用于重载路面设计,从工程结构的安全性而言是不能容许的。而我国《公路沥青路面设计规范》明确规定,轴载换算公式仅适用于轴重吨以下,而对于轴重大于国民经济的飞速发展及国家对基础设施投入的力度增大,使得我国交通事业又迈上一个新台阶,随之而来的就是交通量增大,车辆荷载的重型化,汽车载重量的加大及汽车速度的提高,使交通运输呈现出“大流量、重载和渠化交通”的特点。从而带来的负面效应是:载货汽车的超载日益严重,引起实际累计标准轴载的巨增,直原因就是重载车辆和超载车辆作用的结果兰州理工大学土木工程学院
§兰州理工大学硕士学位论文吨的情况,现行规范尚未提及。重载作用下,轴重一般远远大于吨,按常规设计会使工程设计存在一定的盲目性,这也是导致许多路面早期破坏的主要原因哗目前路面交通荷载特性【.叵窒笫滞怀车辆荷载的作用是影响路面使用寿命的关键因素之一,它~般以车辆コ祷组合车苤亍⒏髦嵝单轴、双轴或三轴闹嶂亍⒏髀肿单轮或双轮穆随着公路运输量的增加,;双联的《超限运输车辆行驶公路管理规定》也对车辆轴载质量做出了新的规定:“单轴单轮组轴载质量;单轴双轮组轴载质量,双联轴双轮组轴载质量!货运车辆的比重不断增加,载货汽车的超载现象变的越来越严重,汽车超限、超载上的重型货车的超载比例在%以上,某些路段达到%,最大超载率超过ァ天津汽车超载情况调查表明,超载车约占重车的%%,平均超载率为%一%,载重以上货运汽车超载的达%%。上海地区对条干线公路的车辆称重调查发现,超载车辆最高轴载可达到单轴V峥纱,中型以上货车约—%超载。年,广西公路管理局对全区干线公路做了“车辆及装