人-车-路相互作用三质量车辆模型分析

基于人 车 路相互作用建立了简化的三质量车辆模型,运用叠加法计算了车辆动载荷的幅频特性与功率谱密度、加速度放大因子与加速度谱,利用所建的简化车辆模型对车辆的振动特性进行了评价,研究了车辆载荷与行驶安全性、加速度与振动舒适性的关系。结果表明,三质量车辆模型更能体现人体的振动舒适程度与路面不平度的响应关系,对于深入分析路面结构的动力响应有重要价值。

车辆荷载作用下路桥段结构的动态响应分析

本文首先建立了车辆荷载模型,并通过编制FORTRAN用户子程序实现了车辆荷载的移动和重复作用。采用大型有限元软件ABAQUS对简化的路桥段结构进行了三维有限元分析,计算了路桥段在车辆动荷载作用下的应力应变特性和变形规律,并分析了载重对路桥段结构的影响。结论认为:车辆荷载是导致台背填土以及地基沉降的直接原因之一,因而在路桥段结构设计中应考虑车辆动荷载的作用。

DCP和长杆贯入仪在粉砂土路基检测中的应用

依托郑(州)民(权)高速公路开封段粉砂土路基,通过DCP、长杆贯入仪、现场CBR三种方法的定点对比试验,对三种方法测定的数据结果间的相关性进行了研究与分析,最后建立了DCP、长杆贯入仪、现场CBR值三者之间的相关关系.结果表明:三者测试方法之间存在良好的相关性,可以使用DCP、长杆贯入仪快速检测技术对粉砂土路基进行质量控制,为实际应用提供技术参考.

车辆动载荷的频域模拟计算与分析

建立了简化的 1 / 4车辆模型 ,并对车辆的动载荷特性进行分析 ;描述了反映路面不平度的波数功率谱密度 [Su( k) ]与时间角频率谱密度 [Su( w) ]的关系 ,运用频域模拟分析方法计算了车辆动载荷的功率谱密度、均方根偏差与动载系数 ,并且分析了车速与路面不平度对车辆动载荷变化的影响 .

探地雷达(GPR)在路面工程质量检测中的应用

探地雷达 (GPR)是一种新型的无损检测工具 ,在全球公路领域应用越来越广泛 ,主要用于路面厚度检测、材料评价和路面病害调查 .通过实例着重说明探地雷达 (GPR)在厚度检测、脱空识别中的应用 ,并可得到连续、快速、精度高的检测数据 。

桥台后高填方路堤工后沉降影响因素分析

为了揭示桥台后高填方路堤工后沉降的影响因素,应用ABAQUS有限元程序建立了沿桥台纵向的平面应变计算模型,对回填材料进行了相关参数的沉降敏感性分析。高等级公路沉降实测结果与数值计算结果的对比分析表明,模型的计算结果能反映实际工况下路堤沉降的变化规律,可合理预测高填土路堤实际变形特征,弹性模量、渗透系数、容重、施工间歇期是影响近桥台处路堤工后沉降的主要因素,建议回填设计中应通过综合提高回填材料力学性能与改善施工方法的手段来达到减轻桥台后跳车的目的。

移动荷载作用下近桥台处路面结构动力响应的有限元法分析

应用ABAQUS有限元建立了桥台后路堤路面动力计算的三维模型,将车辆荷载表达为反复移动的分布荷载(移动荷载)形式,并编制了VDLOAD子程序。通过有限元Explicit计算模块,首先分析了行车速度、材料阻尼比与轮胎压力对路面结构动响应的影响;其次,着重分析了车速90km/h、阻尼比5%、胎压700kPa条件下单次与多次循环荷载作用下路面动应力与位移的变化规律。分析认为,随着开放交通后道路使用时间的增长,路桥过渡段差异沉降的累积将导致近桥台处路面结构损坏程度加剧,从而影响道路的正常使用。

车速和路面不平度特性对车路相互作用的影响

基于车路相互作用建立了简化的三自由度车辆模型,运用傅立叶叠加法计算了车辆动载荷的幅频特性与功率谱密度、加速度放大因子与加速度谱.利用所建模型研究了车速和路面不平度特性、车辆动载与乘客的舒适性的关系,为路面结构的动力响应分析提供了依据.

基于人车路相互作用的路桥接合处差异沉降控制标准

针对路基和桥梁沉降量不同而造成路桥接合处出现桥头跳车的现象,为确定桥头跳车的定量指标,选取人体加权加速度均方根值作为桥头车辆行驶舒适性的振动指标。将路桥接合处纵断面沉降曲线拟合为指数型曲线之后,建立了路桥接合处路面不平整时域模型,并分析了桥头车辆行驶舒适性的影响因素。分析结果显示车速、路桥过渡段的最大差异沉降量和沉降区段长度对人体的行驶舒适性影响很大。根据分析结果,确定了基于人车路相互作用的路桥接合处差异沉降控制参考标准。研究结果可作为判断桥头是否跳车的依据,也可用于一般路基差异沉降标准的制定。

人车路系统分析模型在差异沉降指标确定中的应用

在对设置桥头搭板的路桥过渡段路面进行简化后,建立了车辆通过搭板时的人车路垂向振动系统分析模型;通过模态分析方法求解并计算了车辆下桥时的人车系统的位移响应,速度响应和加速度响应;利用所建的人车路系统分析模型对车辆经过路桥段时的振动特性进行了评价;并结合公路线形特点确定了路桥过渡段差异沉降指标与搭板坡差、桥面坡差、车速、载重、搭板长度等因素之间的关系,最终从功能性的角度提出路桥过渡段的搭板容许坡差应不超过0.4%.

高聚物注浆技术在公路改扩建工程中的应用

针对改扩建工程中旧公路基层和地基的不稳定以及面层的破坏,结合高聚物注浆技术在连霍高速公路郑州段改扩建工程中的应用,探讨了高聚物注浆技术的机理、施工工艺流程和处治效果评价,指出高聚物注浆技术在公路改扩建中具有广阔的应用前景。

基于行驶舒适性的路桥过渡段差异沉降控制标准

从人车路相互作用出发,建立了人车路系统振动方程和路桥过渡段路面不平整模型,并通过编制的RCBP程序分析了车辆行驶舒适性的影响因素,最后确定了基于行驶舒适性的路桥过渡段差异沉降控制标准。结果不仅可以用于路桥过渡段差异沉降控制标准的相关规范,也可用于一般路基差异沉降标准的制定,对桥头跳车问题的处治和路桥过渡段路面的养护维修提供了科学决策依据。

水泥压浆与高聚物注浆在改建工程的应用研究

通过对连霍高速公路改建工程中旧路试验段的研究,介绍水泥压浆和高聚物注浆的工艺流程,着重分析两种技术处治前后的弯沉变化,以及对处治后的旧路进行钻芯取样和破坏性检查,从而对水泥压浆和高聚物注浆的应用效果进行评价,并为两种技术的应用条件提供依据。

重载交通沥青稠度指标的应用研究

采用新型沥青稠度仪,对国内常用的几种基质沥青、相应的改性沥青以及掺加添加剂的沥青进行了稠度试验,并对稠度试验结果和其他高温指标试验结果做了比较分析,结果表明稠度可以作为评价沥青的高温指标,尤其是作为改性沥青的补充评价指标。

高速公路改扩建工程旧路状况评价及处治对策研究

现有的旧路状况评价体系侧重于养护对策,并不适用于高速公路改扩建工程的需要。针对连霍高速公路郑州段的旧路状况,以PQI评价指标的基本原则出发,以路面结构强度指数(PSSI)为主要判断基础,以路面损坏状况指数(PCI)和路面车辙深度指数(RDI)为辅助判别,并根据不同的重要性分别赋予相应的权重值,最终得到适合于改扩建工程的路面使用性能综合评价指数PCQI,并对不同车道、不同判断级别的路段提出了相应的处理措施。

路桥过渡段差异沉降对搭板性能的影响

对设置搭板的路桥过渡段路面进行简化,应用Abaqus有限元软件建立了三维路桥过渡段计算模型,并采用drucker-prager弹塑性本构模型来描述路基(包括地基)土材料的本构关系。通过计算得到了一定差异沉降下搭板最大垂直变形的指数表达式,搭板性能参数与最大垂直变形和路桥过渡段差异沉降的关系;并通过改变搭板厚度和长度分析了路桥过渡段差异沉降对搭板性能的影响,结果表明在一定的差异沉降影响下,增加板厚对板受力与变形都有利,增加板长仅对搭板受力有利。

改扩建工程涵洞通道净高不足解决方案

在高速公路改扩建涵洞通道拼接施工中,由于既有涵洞通道净空不足影响车辆通行。通过调查计算,提出了解决净空不足的2种设计方案和施工方法,最后确定了连霍高速郑州段涵洞通道净高不足的解决方案。

沥青路面就地热再生养护技术研究

首先从沥青和集料角度探究了老化沥青混合料的就地热再生机理。分析认为沥青老化遵从组分移行理论和相容性理论,老化导致沥青中各组分发生重质化,进而导致沥青质与软沥青质相容性降低,最终表现为沥青路用性能的衰减,在此基础上通过室内试验验证了软沥青、低粘度油分和专用再生剂对老化沥青的性能恢复规律,试验结果表明专用再生剂能够良好的恢复老化沥青性能;旧路面取料的室内试验表明,旧集料本身的物理性能变化不大,但在车辆荷载作用下其级配存在较明显的细化现象,在此基础上通过室内试验进行了细化级配的调和;最后通过室内混合料性能试验,现场实体工程路用性能检测以及再生混合料层间粘结测试,验证了就地热再生沥青混合料良好的路用性能和优越的工程质量。

再生剂扩散机理研究

选用F ick定律作为描述再生剂扩散的数学模型,并采用Stoke-E inste in公式描述再生剂的扩散系数,分析认为温度、再生剂性质和沥青性质是影响再生剂扩散能力的重要因素,反映在微观分子运动中表现为扩散系数与给定状态下再生剂分子在沥青中运动的平均摩擦力成反比,而在宏观性能指标方面,扩散系数随着界面温度的升高、介质粘度及其粒子的减小而增大。由此得出,在再生沥青混合料拌和工艺中,拌和温度,拌和时间以及再生剂的选择,会对新旧沥青相互间的渗透、扩散产生重要影响。选用简化的再生剂扩散模型并设计进行了室内模拟试验对理论分析进行验证。

碗扣式钢管模板支撑架节点简化分析方法研究

碗扣式钢管模板支撑架的承载力在同等条件下比扣件式提高0.5倍以上,在桥梁施工中得到广泛应用。折减横杆刚度可以简化模拟节点的有限抗转刚度和节点对立杆变形的约束作用,通过碗扣式钢管模板支撑架节点半刚性连接的简化模型与实体模型对比分析,结果表明节点连接的简化分析方法较准确的反映节点真实的受力状况,可用于工程碗扣支架验算。