半刚性基层尺寸效应对水泥路面板响应

为研究水泥混凝土路面中基层和土基的尺寸效应,使用有限元软件,选取基层和土基的尺寸为计算变量,对水泥混凝土路面板底、基层层底和土基顶面的应力、应变进行计算.通过计算得到的数据,分析基层和土基的尺寸对水泥混凝土路面结构相应的影响,为水泥混凝土路面设计与维护提供参考.结果表明:各层最大应力和最大应变的变化规律相同;基层和土质的尺寸对各层垂直水平行车方向上的最大拉应力和最大拉应变影响相对显著;基层垂直行车方向的最大拉应变和最大拉应力随着基层和土基尺寸的增大先减小后增大;土基顶面的最大压应变和最大压应力随着基层和土基尺寸的增大先减小后增大.

辽宁省典型沥青混合料动态模量

使用UTM试验系统,采取动态频率扫描试验对辽宁省高速公路沥青路面常用的三类混合料(AC-16、AC-20和AC-25),进行了4种试验温度和9种加载频率下的试验研究,比较分析了试验温度、加载频率对沥青混合料动态模量和相位角的影响.结果表明,同一加载频率下沥青混合料的动态模量随着试验温度的升高而降低,同一试验温度下沥青混合料的动态模量随着频率的增加而增加;进而依据时温等效原则,得到三类混合料的动态模量主曲线和主曲线簇,提出典型条件下的设计参数,为深入开展沥青路面的力学分析提供重要参量,为动态模量作为沥青路面设计参数和沥青性能评价提供了有益的参考.

三点弯曲梁模型模拟半刚性路面的底基层断裂

该文将半刚性路面结构的底基层以上结构简化为一个简支梁力学模型,并使用这一模型来模拟半刚性基层路面在循环载荷作用下土基逐渐失去承载力时,底基层结构发生极限破坏的过程。为了模拟底基层材料的极限破坏行为,使用了混凝土弹塑性耦合标量损伤理论对底基层的破损进行模拟。同时对于在何种尺寸范围内土基失去承载力,基层以及上部结构可能在标准载荷发生断裂行为进行了探讨。最终确定了当土基失效范围为10m左右时,底基层以上部位可能在标准载荷作用下发生准脆性断裂。

环氧沥青固化过程中的粘度特性

针对环氧沥青固化过程中的流变学特性,采用粘度为表征参数,重点研究固化温度、剪切速率以及稀释比对其固化速度的影响。结果表明,温度越高,环氧沥青的固化速度越快;过快的剪切速率会干扰并破坏固化结构的形成;采用基质沥青对环氧沥青进行稀释可以有效控制固化速度并降低材料成本。综合考虑施工和易性等因素,推荐稀释比(环氧沥青:基质沥青)为25∶75,材料拌合速度为20 r/min,材料在拌合、运输及压实过程中温度应保持在130℃,道路施工需在5 h内结束。

基于ABAQUS平台的塑性损伤子程序开发及其稳定性研究

该文基于能量等效假设提出了一种塑性损伤模型,并通过ABAQUS软件有限元平台进行二次开发,将这种塑性损伤模型嵌套在ABAQUS中对混凝土类材料的损伤行为进行数值模拟。由于材料的损伤行为容易导致有限元计算的不收敛,为解决这一难题,该文基于有限元求解过程列出了模型的理论推导过程,并给出一致性切线刚度矩阵,使计算中可以随时更新雅可比矩阵,保证计算的收敛性与收敛速度。该文对于单轴拉伸、单轴压缩情况的有限元模型进行了计算,并将利用用户子程序计算得到的结果与ABAQUS自带的损伤模型计算得到的结果进行比较。结果表明:该文提出的本构模型在模拟混凝土材料与结构在拉伸和压缩状态下的塑性损伤行为方面更有优势。

基于弹塑性损伤理论的水泥稳定基层养生期裂缝形成机理分析

基于弹塑性损伤理论,该文使用有限元通用软件ABAQUS对于水泥稳定基层在养护时期受到干缩变形与温度变形的耦合作用下裂缝的产生进行了数值模拟。研究结果表明:使用弹塑性损伤理论可以很好地模拟基层裂缝萌生和扩展;数值计算结果中裂缝出现的间距与实际现场调查的结果相近。干缩变形是导致养护期间裂缝的产生的主要原因,该文研究结果可为实际基层施工过程中优化铺设厚度,合理设置伸缩缝间距提供依据。同时,该文开发了一个UEXPAN(User subroutine to define incremental thermal strains)的子程序,使用这一子程序可以将干缩变形引入到有限元计算中,这也为使用有限元方法研究干缩变形提供了一种新方法。