文档介绍：第 30卷
第 6期中
外
公
路
2 0 1 0 年 1 2 月 85

文章编号: 1671- 2579( 2010) 06- 0085- 03
基于 Ansys 的水泥混凝土路面碎石化技术研究
袁海洋1 , 李自光2 , 余光群1
( 1. 湖南信息职业技术学院, 湖南长沙
410200; 2. 长沙理工大学)
摘
要: 利用 A nsy s 有限元方法对水泥混凝土路面进行了多锤头碎石化显式动态分析
和模态分析, 以浏( 阳) - 永( 安) 二级公路路面结构为例计算了水泥路面对重锤冲击的响应及
其在各种工况下的主振型和固有频率, 确定了该路面在多锤头碎石化过程中重锤的提升高度
和冲击频率。
关键词: 多锤头碎石化; 有限元; 显式动态分析; 模态分析
载荷作用于路面或横缝中部。
1
碎石化技术由于破碎机工作过程中锤头冲击部位和顺序是可
调的; 因此在应力分析时, 笔者主要就第一个载荷位进
碎石化技术是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技行研究和探讨。
术, 它通过专用设备对旧水泥混凝土路面进行均匀的 2. 1
有限元模型的建立
冲击、破碎、压实, 在损失一部分结构强度和整体性的( 1) 基本假设
情况下, 把混凝土路面在温度、湿度变化和荷载作用下为了简化计算, 计算分析时所用的基本假设如下:
的位移降低到新铺路面可以允许的范围内, 从而彻底 1) 混凝土板、基层、底基层( 垫层) 和土基为均匀、连
解决反射裂缝, 为加铺路面提供坚实、安全的基础。续、各向同性的线弹性体, 其弹性参数以 E、
表征; 混
在多锤头碎石化过程中, 锤头对路面的冲击频率凝土板三侧面采用水平约束; 层、底基层( 垫层) 和土基
越接近路面的固有频率, 越有利于路面对冲击能量的四周采用水平约束, 土基底面固定; 2) 混凝土板、基
吸收; 而锤头的重量越大, 提升高度越高, 水泥混凝土层、底基层( 垫层) 、土基间接触条件均为完全连续; 3)
路面也就破碎得越厉害。而碎石化技术的关键是: 通各结构层均不计自重; 4) 只考虑一块板, 即不考虑板
过破碎将旧水泥混凝土路面结构强度降低到一定程间传荷的影响。
度, 防止反射裂缝的发生, 同时能够实现两者较好的平( 2) 计算模型及参数
衡, 并不是把水泥混凝土路面破碎得越细越好, 而是要模型尺寸: 混凝土面板尺寸取 5 m 4 m 0. 24
将水泥混凝土路面破碎成表面在 7 cm 左右, 下部小于 m, 考虑到减小边界条件的影响, 地基取为扩大尺寸,
38 cm 的混凝土块。因此, 水泥混凝土路面的固有频率、经过收敛性分析取为 15 m 12 m 8 m, 基层和底基
水泥混凝土能承受的极限载荷以及重锤的举升高度与层( 垫层) 平面尺寸与地基相同, 厚度分别为 0. 2、0. 15
其作用在水泥混凝土上的应力的关系( 高度
应力关 m。重锤采用长 24 cm, 宽 4 cm , 重 640 kg。为了简化
系) 对多锤头碎石化效果的好坏起着至关重要的作用。计算量和减少存储单元, 重锤的原始高度定义为 0. 8
m; 低于 0. 8 m 的部分通过设定初始速度( v =
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水泥混凝土路面碎石化有限元分析- 2g
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