車輛荷載下高速公路的動力響應(yīng)分析

1.5萬字 41頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要
經(jīng)濟的發(fā)展、出行率的提高、生活節(jié)奏的加快使得修筑于軟土地基上的高速公路越來越多，與此同時伴隨著眾多工后問題的出現(xiàn)，車輛荷載對道路各結(jié)構(gòu)層的動態(tài)響應(yīng)研究已經(jīng)成為工程界特別關(guān)注的問題之一，也是學(xué)術(shù)界一直以來重點研究課題。
早期，對道路進行設(shè)計時多將車輛荷載視為靜載，然而實際路面承受的車輛荷載是變化和移動的，行駛速度、路面平整度和汽車本身的振動都會對路面的受力產(chǎn)生影響。因此，建立移動荷載下的道路模型，對研究移動荷載下的道路動響應(yīng)具有重要的意義。
本文借助有限元軟件ABAQUS，參考實際的瀝青路面樁承式路堤建立了三維道路結(jié)構(gòu)體系模型，并建立了車輛后輪接地模型，考慮了輪胎接地形狀的影響，采用子程序模擬車輛荷載，計算了移動荷載下高速公路的動力響應(yīng)。分析了標(biāo)準(zhǔn)荷載下道路各結(jié)構(gòu)層的豎向應(yīng)力、水平應(yīng)力及豎向位移的變化規(guī)律，同時分析了車輛速度和車輛荷載對道路動響應(yīng)的影響，進行了詳細的動響應(yīng)的分析。并得出以下結(jié)論：
(1)只有在車輛駛近選取點時，選取點的響應(yīng)值才迅速增加，當(dāng)車輛距離選取點較遠時，該點處的響應(yīng)值又回歸為零。
(2)在車輛移動荷載作用下，瀝青面層的豎向應(yīng)力和豎向位移值最大，隨著深度的增加，豎向應(yīng)力和豎向位移沉逐漸下降。
(3)在車輛移動荷載作用下，水平應(yīng)力呈現(xiàn)了拉壓交變的狀態(tài)，表明在荷載反復(fù)作用下容易使路面發(fā)生疲勞破壞。
(4)超載是造成道路超負荷工作的主要因素，超載率與豎向動應(yīng)力和豎向位移成正相關(guān)，容易造成路面的破壞。所以，要嚴格限制超載車輛運行。


關(guān)鍵詞：車輛荷載；瀝青路面；樁承式路堤；數(shù)值分析；動力響應(yīng)