基于動(dòng)力特性的典型瀝青路面性能評(píng)價(jià)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
本文選題:道路工程 + 性能評(píng)價(jià) ; 參考:《中外公路》2016年06期
【摘要】:為研究動(dòng)態(tài)荷載作用下瀝青路面的力學(xué)特性及其使用性能,以Abaqus有限元軟件為平臺(tái),建立瀝青路面三維有限元?jiǎng)恿Ψ治瞿P?對(duì)比分析3種典型瀝青路面結(jié)構(gòu)的動(dòng)力行為特征,進(jìn)行路面性能評(píng)價(jià),并開展瀝青路面的結(jié)構(gòu)組合優(yōu)化分析。研究結(jié)果表明:隨基層厚度增加,各動(dòng)力響應(yīng)量表現(xiàn)為路表彎沉、底基層層底應(yīng)力和路基頂壓應(yīng)變逐步遞減;面層層底應(yīng)變和層間剪應(yīng)力逐漸減小,并且隨厚度增加,其變化逐漸減弱;當(dāng)基層厚度20cm,底基層承擔(dān)較大彎拉應(yīng)力,隨基層厚度增大,基層逐漸成為主要承重層;半剛性路面(S1)整體剛度大,并能較好地抑制瀝青層開裂及路基永久變形,倒裝式路面(S2)的各項(xiàng)動(dòng)力力學(xué)指標(biāo)均處于不利狀態(tài),組合式路面(S3)的瀝青層剪應(yīng)力指標(biāo)最優(yōu);采用動(dòng)力指標(biāo)與結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的正、負(fù)相關(guān)性及其顯著性分析方法可更直觀判別路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化方向,為改善路面受力狀態(tài),對(duì)S1結(jié)構(gòu)應(yīng)提高基層厚度、降低面層模量,對(duì)S2結(jié)構(gòu)應(yīng)提高基層厚度,對(duì)S3結(jié)構(gòu)應(yīng)提高基層厚度與面層模量。
[Abstract]:In order to study the mechanical characteristics and performance of asphalt pavement under dynamic load, a three-dimensional finite element dynamic analysis model of asphalt pavement is established on the platform of Abaqus finite element software, and the dynamic behavior characteristics of three typical asphalt pavement structures are compared and analyzed. The pavement performance is evaluated, and the structure combination optimization analysis of asphalt pavement is carried out. The results show that with the increase of the thickness of the base, the dynamic responses are as follows: the road surface deflection, the bottom stress and the top compressive strain of the subgrade gradually decrease, the bottom strain and the interlayer shear stress decrease gradually and increase with the thickness. When the thickness of the base is 20 cm, the base takes on a large bending and tensile stress, and with the increase of the thickness of the base, the base gradually becomes the main bearing layer, and the overall stiffness of the semi-rigid pavement is large. It can restrain the cracking of asphalt layer and the permanent deformation of roadbed, and all the dynamic mechanical indexes of inverted pavement (S2) are in a disadvantageous state, the asphalt layer shearing stress index of combined pavement (S3) is the best, and the positive between dynamic index and structural parameter is adopted. The negative correlation and its significance analysis method can directly distinguish the optimized direction of pavement structure. In order to improve the stress state of pavement, the thickness of base course should be increased and the modulus of surface layer should be reduced for S1 structure, and the thickness of base course should be increased for S2 structure. The thickness and modulus of surface layer should be increased for S3 structure.
【作者單位】: 四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院;西南交通大學(xué)道路工程四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院;
【基金】:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(編號(hào):51378438) 四川省交通廳科技項(xiàng)目(編號(hào):2010B28-2) 四川省教育廳科研項(xiàng)目(編號(hào):16ZB0513) 中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(編號(hào):SWJTU12ZT05)
【分類號(hào)】:U416.217
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