基于层状弹性体系理论的沥青路面结构力学响应研究

基于层状弹性体系理论,使用FORTRAN语言编制了四层弹性体系在双圆垂直均布轴对称荷载作用下应力、应变及位移的计算程序。以一种典型的半刚性路面结构为例,设计了正交试验分析多个沥青路面的材料和结构变化情况下路面的力学响应,并将各参数对力学响应的敏感程度进行了排序。

三款弹性层状体系理论电算程序应用技术评析

基于弹性层状体系理论开发的沥青路面结构电算程序数量众多、应用广泛、各具特色。文中选取ELSYM5、WESLEA和EVERSTRESS这3款具有代表性的电算程序,从结构层、荷载、计算点等方面出发,讨论它们在计算轮载作用下层状沥青路面结构附加应力时应用技术层面的差异;通过一具体算例,经与解析解对比,提出并验证适用于这3款程序的一种结构层划分方式,进而阐述WESLEA和EVERSTRESS程序应用上存在的缺陷,帮助使用者合理选择电算程序,并解决其在应用这2款程序时可能的困扰。

基于弹性层状体系理论下的重载铁路轨道结构动力响应分析

通过分析重载铁路轨道结构的受力特征,得出车辆荷载在轨枕上的分担规律。基于二维弹性层状体系理论建立了重载铁路轨道结构的层状体系力学模型。利用MATLAB软件编制相应的程序计算出弹性层状体系的理论解,将得出的计算数据和大秦线实测数据做对比分析,检验出计算程序的正确性和弹性层状体系理论研究方法的可行性,为今后重载铁路轨道结构动力响应的研究提供了一套新的思路和方法。

弹性层状体系力学应用于路基计算的尝试

路基是路面的基础,承受由路面传来的行车荷载。路面弯沉值的大小除取决于路面自身的强度外,路基强度状况也起着重要的作用。介绍了弹性层状体系理论,并对BISAR程序计算结果与PFWD实测结果进行了比较,在此基础分析了硬壳层参数变化对路基顶面弯沉值的影响。

弹性层状体系理论在路面设计中的应用

前言目前,在国内外广泛采用弹性层状体系理论进行柔性路面的结构设计计算。近年来,国内很多单位在这方面也做了大量的工作。上海公路研究所于1964年就用电子计算机计算了双层和三层弹性体在单园均布荷截作用下应力与位移的数值解,并绘制了相应的诺谟图,为弹性层状体系理论在路面设计中的应用创造了条件。在此基础上,1974年北京全国柔性路面资料汇总期间,交通部科学研究院提出了双园力学图式。

基层材料及层位设置对沥青路面力学响应的研究

为研究不同基层条件下沥青路面的结构力学响应,基于层状弹性体系理论,采用有限元分析软件,探明基层材料类型、基层层位设置对沥青路面力学响应的影响规律。结果表明,采用半刚性材料基层,沥青面层底部受压;采用柔性材料基层,沥青面层底部受拉;面层应力和基层模量呈负相关。半刚性、柔性材料组合的基层,沥青面层底部的受力状态仅与柔性材料设置的层位相关;半刚性基层受力状态与层位设置无关。

应用弯沉盆反算土基回弹模量

为准确反算土基回弹模量,利用层状弹性体系理论和冲击荷载沿路面结构下传扩散的特点,建立了路表变形响应与模量反算模型.通过层状弹性体系计算程序计算路表弯沉值,构建结构层参数与路表弯沉值之间一一对应的数据库,并基于此数据库建立了由路表弯沉盆反算土基回弹模量的回归模型.理论弯沉盆和实测弯沉盆反算的算例分析表明:计算结果与国内外一些著名的反算程序差异不大.距离荷载中心较远位置处的路表变形响应只受到土基的影响.

行车荷载作用下湿软路基残余变形的研究

依据弹性层状体系理论计算了行车荷载作用下路基顶面及路基土中的竖向应力,建立了路基附加应力的动力模式。采用室内动三轴试验模拟了行车荷载作用下路基土的残余应变特性和孔隙水压力变化规律,提出了行车荷载作用下湿软路基残余变形的预估方法,并通过上海城市外环线通车2年后路基残余变形预估值和实测值的对比计算验证。

飞机荷载作用下场道地基附加应力特征

运用弹性层状体系理论 ,编制有限元计算程序 ,对飞机荷载作用下场道地基顶面及地基内不同深度处的附加应力进行了计算和分析 .给出了飞机荷载作用下地基顶面附加应力的平面分布规律及附加应力在深度方向的变化特征 .

半刚性与柔性基层沥青路面重载适应性对比分析

以路面力学APBI程序为计算工具,对重载车辆荷载作用下的半刚性基层沥青路面和柔性基层沥青路面进行力学响应对比分析,研究路表弯沉、路面结构各层次(包括路表、面层、基层、底基层)的力学特性。结果表明,半刚性路面与柔性路面的重载适应性存在明显差异。通过对半刚性基层与柔性基层结构的合理优化组合,实现两种路面结构的优势互补。

长寿命沥青路面剪应力分析

基于陕蒙高速长寿命路面结构组合形式，借助弹性层状体系理论分析了带级配碎石基层的沥青路面各结构层参数变化时，沥青层内最大剪应力及最大剪应力作用方向的变化规律。结果表明：沥青层内最大剪应力峰值的位置与沥青层厚度关系最为密切。当沥青层较薄，其厚度≤11cm时，最大剪应力出现在沥青层底。当沥青层厚度≥12cm时，最大剪应力出现在6—7cm处。沥青层内最大剪应力及其作用方向受沥青层厚度和水平荷载的影响最显著。水平力的作用对7cm以上路面结构内的最大剪应力影响巨大，水平荷载越大，相应的最大剪应力峰值也越大。分析结果为长寿命路面结构设计提供了理论基础。

二灰碎石分层特性对沥青路面结构性能的影响

高等级沥青路面二灰碎石基层的分层施工是不可避免的 .以上海市外环线工程的有关室内试验和试验路测试结果为基础 ,采用弹性层状体系理论 ,系统分析了二灰碎石上基层与下基层之间的厚度组合、模量组合以及层间结合条件等分层特性对路面结构性能的影响 .

刚性基层沥青路面轴数系数研究

无论新建还是改建沥青路面,轴载换算均是结构设计的重要内容。轴载换算的精确性将严重影响结构设计的准确性,甚至影响道路结构的使用寿命,而轴数系数是轴载换算公式中反映不同轴数之间换算关系的关键参数,有必要进行深入研究。本文针对刚性基层沥青面层路面结构,应用弹性层状体系理论计算程序,分别以沥青层设计弯沉值、水泥混凝土刚性基层层底拉应力为换算指标,变换层厚、模量等不同的路面结构层参数及车轮荷载作用的轴距,来计算刚性基层沥青路面结构轴载换算公式中的轴数系数。通过计算结果的回归分析,与AASHTO及我国设计方法关于轴数系数的计算公式进行对比分析,提出了建议的轴数系数计算公式。

长寿命路面沥青层内应变曲线驼峰现象分析

基于陕蒙高速长寿命路面结构组合形式,借助弹性层状体系理论分析沥青层内水平拉应变的变化规律,提出消除或缓和沥青层内水平拉应变曲线驼峰现象的措施.结果表明:当沥青联结层与沥青基层的模量比≥1.5时,沥青层内应变曲线驼峰出现,并且随模量比的增大,驼峰现象加剧.高模量层的存在是沥青层内驼峰现象出现的根本原因.只有当沥青联结层与沥青基层的模量比较接近时,沥青层内应变曲线的驼峰现象才有明显改善.分析结果为长寿命路面结构设计提供了理论基础.

重载下不同基层沥青路面的力学分析

采用弹性层状体系理论对重载下柔性基层、半刚性基层和刚性基层的沥青路面的力学响应进行了分析,探讨了重载作用下三种不同基层形式的沥青路面应力分布及其影响因素。

路基工作区深度及其影响因素研究

采用基于弹性层状体系理论的BISAR软件,以轮载附加应力与路基土的自重应力的比值作为判定标准,计算了不同路面结构、车辆轴载和路基回弹模量条件下的路基工作区深度。分析了路面结构厚度、车辆轴载和路基回弹模量对路基工作区深度的影响机理和路基工作区深度的变化规律。提出了不同条件下路基工作区深度的建议值,为确定低填和挖方路基的下挖处理深度提供了理论依据。

旧路加宽路面结构适用性分析

应用弹性层状体系理论对路面结构在不均匀沉降条件下的附加应力状况进行了计算。计算结果表明,在不均匀沉降位移作用下,降低基层材料模量,有利于路面各层合理受力;半刚性基层容易引起附加应力过大而产生结构性破坏;柔性基层更适合在旧路加宽路面结构中使用。

基于ANSYS的路面静、动力学响应分析

1945年，D．M．Burmister提出了弹性层状体系理论，从而解决了层状体系在静载作用下的力学分析。但是由于车辆荷载的复杂性及繁琐的方程推导，用解析法来计算往往得不到所期望的理论值，随着计算机技术的发展，有限元软件逐步应用到道路结构的力学分析中来。

半刚性基层沥青路面结构参数的敏感性力学分析

基于弹性层状体系理论,对半刚性基层沥青路面进行荷载作用下多项材料参数的力学敏感性计算,分析了路面结构受力状态;在此基础上,进行材料力学参数和结构几何参数变化对路面结构力学性能的敏感性分析。

沥青路面车辙形成机理及应力影响分析

车辙是沥青混凝土路面的主要破坏形式之一,层内的剪应力以及剪切流动是车辙发生的主要原因。该文首先对车辙形成的机理进行分析,然后利用弹性层状体系理论对车辙的主要影响因素进行分析,为高速公路车辙病害的防治提供参考。