[碩士]非均布移動(dòng)荷載作用下長壽命路面結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析
學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程
授予學(xué)位：碩士
學(xué)位授予單位：xxx大學(xué)
學(xué)位年度：2010
隨著我國公路建設(shè)的迅速發(fā)展，瀝青路面的早期損壞普遍、使用年限低的問題日益突出，逐漸成為公路建設(shè)進(jìn)一步發(fā)展的主要制約。國外實(shí)踐表明，長壽命瀝青路面是解決路面早期損壞問題，提高路面使用年限的有效手段。在我國，長壽命瀝青路面的理論與實(shí)踐則剛剛起步。
輪胎與路面間的接觸壓力具有很明顯的非均布性，并不同與傳統(tǒng)的路面結(jié)構(gòu)分析中的圓形均布荷載;本文首先根據(jù)輪胎胎面花紋類型的不同，提出接觸面的兩種簡化模型:接著利用有限元軟件ANSYS對長壽命路面在該移動(dòng)荷載模型作用下的響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算分析，分析了車輛行駛速度、軸載及路面材料參數(shù)的變化對路面結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響。引入表面效應(yīng)單元SURF154用以施加水平荷載，討論了不同水平荷載與垂直荷載共同作用的情況對長壽命路面結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響，通過計(jì)算分析，得到不同水平荷載大小和荷載分布形式下路面結(jié)構(gòu)內(nèi)剪應(yīng)力及彎沉變化情況。
在我國半剛性基層在荷載及環(huán)境因素作用下常常先于瀝青面層發(fā)生破壞，最終導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)提前到達(dá)使用壽命。為了提高瀝青路面使用壽命，本文從理論上進(jìn)行了分析研究。首先分析了國外長壽命路面設(shè)計(jì)的思想和特點(diǎn)，然后參考瀝青層存在臨界極限應(yīng)變的原理，對水泥穩(wěn)定粒料類半剛性材料引用0.35的應(yīng)力強(qiáng)度比來控制其疲勞破壞，計(jì)算了基于半剛性基層的長壽命路面結(jié)構(gòu)在不同軸載作用及不同瀝青層厚度時(shí)半剛性層底的拉應(yīng)力，并分析了各自的規(guī)律，得到不同條件下滿足半剛性層不發(fā)生疲勞破壞所需最小瀝青層的厚度。
