【正文】 狀態(tài)。汽車為靜止?fàn)顟B(tài)時,其對路面作用力是靜態(tài)的壓力,其大小主要受以下因素的影響【】:汽車輪胎內(nèi)壓力。輪胎剛度以及輪胎與路面接觸形態(tài)。輪載大小。一般貨車的輪胎標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)壓力,。實(shí)際上,輪胎和路面接觸壓力與其內(nèi)壓相比略小,二者約為.~.關(guān)系。輪胎新舊程度影響其剛度,與此同時輪胎花紋以及接觸頑形態(tài)對接觸壓力分布也有影響,實(shí)際上接觸面上壓力分布并非均勻。路面設(shè)計中常不考慮上述因素影響,假設(shè)接觸面上為均布壓力,以內(nèi)壓力為接觸壓力。玄武巖纖維筋在水泥混凝土路面中的應(yīng)用研究路面和輪胎接觸面的形狀接近橢圓形,由于其長、短軸較為接近,通常工程設(shè)計中將其等效為圓形接觸面積。此時以輪胎內(nèi)壓力為輪胎接觸壓力,當(dāng)量圓半徑,.。. 、 、盧括式中:??作用于車輪上的荷載。??輪胎的接觸壓力。,.??接觸面的當(dāng)量圓半徑?！?, ,九形、//凱易,‖芍奪五..,‖一/..對于雙輪組車軸,。雙圓荷載.廟.?? .矽我國現(xiàn)行路面設(shè)計規(guī)范】,可分別得到相應(yīng)的當(dāng)量直徑為【:.。由相關(guān)研究可知,行車荷載作用面的形狀處于橢圓形與矩形之間。車輛超載嚴(yán)重時或輪胎接地壓強(qiáng)較大時,行車荷載作用面的形狀接近矩形。由于超載情況較為普遍,現(xiàn)有公路常常承受超標(biāo)的行車荷載作用。與此同時,我國交通量組成第章有限元模型的建立及參數(shù)確定中重載車輛占有比例較大。因此在等級公路路面力學(xué)分析中,采用矩形的輪胎與地面接地形狀是比較合乎實(shí)際的。本文在分析時,計算輪胎接地面矩形的邊長時采用波特蘭水泥協(xié)會【法,接觸面矩形長.,寬.,面積.,其中為:礦一 ./歷輪胎和路面接觸面積咖根據(jù)輪胎承受荷載除以輪胎和路面接地壓強(qiáng)求得。本文采用路面模型尺寸,為.,坐標(biāo)規(guī)定如下:道路縱向?yàn)檩S,道路橫向?yàn)檩S,垂直于道面方向?yàn)檩S。荷載采用矩形雙輪垂直均布荷載形式。由于雙輪間距為固定值,依據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》?,雙輪中心間距采用,即.。在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下,輪胎的接地壓強(qiáng)為.,故矩形荷載作用面的尺寸為..。.最不利荷載位置的確定車輛荷載作用于剛性路面的加載位置分為三種工況,均作用于中板上,工況一:位于縱向板邊中線。工況二:位于板角。工況三:位于橫縫板中。不。工況三 工況二..玄武巖纖維筋在水泥混凝土路面中的應(yīng)用研究通過數(shù)值計算可得到三種不利加載下,水泥混凝土路面位移及應(yīng)力分布,同時也給出了界面張開量。..,從表中可以看出,工況二加載情況下水泥混凝土板的位移與應(yīng)力非常大,屬于荷載作用極不利位置,但是其面層最大彎拉應(yīng)變是最小的,這是因?yàn)楹奢d作用在整個板塊的角點(diǎn)處,由于整個板塊的剛度非常大,導(dǎo)致對稱角點(diǎn)發(fā)生剛性翹曲。本文采用工況三作為車輛荷載作用位置。.路用材料參數(shù)的確定傳力桿接縫位置的荷載傳遞,可以采用于對應(yīng)節(jié)點(diǎn)間設(shè)置梁單元與彈簧單元的方式。前者可表征傳力桿傳遞荷載的作用,后者代表混凝土對于傳力桿支承的傳遞荷載作用。由此可見,路面材料性質(zhì)的不同,對傳力桿的荷載傳遞能力亦有一定的影響。在分析路面材料的影響時,對路面結(jié)構(gòu)分三組情況進(jìn)行比對,分別是不設(shè)傳力桿的路面結(jié)構(gòu)、設(shè)鋼制傳力桿的路面結(jié)構(gòu)、設(shè)傳力桿的路面結(jié)構(gòu)。對路面結(jié)構(gòu)采用不同的彈性模量,來模擬多種情況下接縫的傳荷能力。其中,設(shè)定基層和底基層具有相同的彈性模量。路面結(jié)構(gòu)平面尺寸長為,寬為,混凝土面層、水泥穩(wěn)定碎石基層,水泥穩(wěn)定砂礫底基層。采用不同傳力桿幾何參數(shù)、不同布置間距建立水泥混凝土路面三維有限元模型。第章有限元模型的建立及參數(shù)確定....接縫傳遞荷載能力的評定接縫對于水泥混凝土路面來講屬于薄弱環(huán)節(jié)。水泥混凝士路面使用性能直接受到接縫的傳荷能力與耐久性的影響。國外學(xué)者對該類型路面接縫傳遞荷載能力做過相關(guān)研究。接縫兩側(cè)承擔(dān)的荷載比值是判定荷載傳遞能力的直接標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上荷載分配很難測量,故以間接的指標(biāo)來反應(yīng)接縫的荷載傳遞能力,現(xiàn)在應(yīng)用較為普遍的有撓度法和應(yīng)變法。荷載作用點(diǎn)在水泥混凝土路面接縫的附近時,荷載會在兩個板之間傳遞,二者均有變形。應(yīng)力與變形增量取決于荷載傳遞系數(shù)。荷載傳遞系數(shù)計算形式多種多樣,應(yīng)用最廣泛的是基于衡量彎沉和應(yīng)力的荷載傳遞效率五。較為普遍的基于位移的傳遞率是:.
覡等%其中甜和△,分別是非受荷板與受荷板的垂直位移,由板接縫位置頂點(diǎn)測得?？紤]應(yīng)力時,傳遞率定義為:.。:墅%這里,和Ⅳ分別為受荷板與非受荷板在接縫處底部所測得彎曲應(yīng)力。玄武巖纖維筋在水泥混凝土路面中的應(yīng)用研究..若接縫傳遞荷載能力較低,則受荷板變形將遠(yuǎn)大于非受荷板變形,此時接近。相反,若接縫的傳遞荷載能力很好,則接縫兩邊變形便很接近,此時趨于%。,此種方法應(yīng)用最為廣泛。..面層材料參數(shù)的確定采用不同的面層材料,以荷載傳遞系數(shù)為評價指標(biāo),考量面層材料對接縫傳荷能力的影響。有限元模型中面層彈性模量設(shè)為變量,基層彈性模量,底基層彈性模量,土基模量。傳力桿直徑,長度,布設(shè)間距,。.. ,接縫荷載傳遞能力隨著面層彈性模量的提高而增強(qiáng)。面層材料對荷載傳遞系數(shù)并不明顯,且三種條件下荷載傳遞系數(shù)均能達(dá)到優(yōu)良使用狀態(tài)。在后續(xù)的分析中,面層彈性模量取為。第章有限元模型的建立及參數(shù)確定裝“朵貳垛刺透柩,悼, 面層彈性模景.. ..基層材料參數(shù)的確定采用六種不同的彈性模量對基層材料進(jìn)行模擬,有限元模型中基層、底基層彈性模量為變量,面層彈性模量,土基模量。傳力桿直徑,長度,布設(shè)間距,。.. 玄武巖纖維筋在水泥混凝土路面中的應(yīng)用研究裝蒸瀏篤替尊基層彈性?？?.. ,三種條件下荷載傳遞系數(shù)均隨著基層彈性模量的增大而提高,三者均能達(dá)到良好的使用狀態(tài)。由變化趨勢可以看出,基層彈性模量對荷載傳遞系數(shù)的影響不明顯。在后續(xù)的分析中,將基層、底基層的彈性模量取為。..土基材料參數(shù)的確定采用三種不同的彈性模量對土基材料進(jìn)行模擬,有限元模型中土基彈性模量設(shè)為變量,面層彈性模量,基層、底基層。傳力桿直徑,長度,布設(shè)間距,。.. 第章有限元模型的建立及參數(shù)確定/、裝、/耘鞠迎柩樞土基彈性模量Ⅷ.. ,土基性質(zhì)對接縫荷載傳遞系數(shù)影響較大。荷載傳遞系數(shù)隨著土基彈性模量的升高而降低。綜上所述,傳力桿同鋼制傳力桿一樣,均能較好的提高接縫傳遞能力。對于不設(shè)傳力桿的路面,當(dāng)荷載傳遞系數(shù)較低時,兩者都能將系數(shù)提高%以上,使荷載傳遞能力達(dá)到優(yōu)良的等級。.. 結(jié)構(gòu)層材料 模量 泊松比密度/對于路面板結(jié)構(gòu),面層模量的變化對荷載傳遞系數(shù)不明顯,而不同的土基性質(zhì)導(dǎo)致荷載傳遞系數(shù)出現(xiàn)較大變化。當(dāng)基層彈性模量較高時,即使不設(shè)置傳力桿,玄武巖纖維筋在水泥混凝土路面中的應(yīng)用研究也能達(dá)到良好的傳遞能力,可見良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,對保證路面接縫傳遞能力至關(guān)重要。在后續(xù)的分析中,。..傳力桿材料參數(shù)的確定分別采用鋼制傳力桿與傳力桿對水泥混凝土路面的路用性能進(jìn)行數(shù)值模擬。計算參數(shù)見表.。...接觸屬性的確定..對接觸屬性的定義/采用主從接觸算法。要求從面不可侵入到主面的任何部位,而沒有限制主面,致使經(jīng)常產(chǎn)生侵徹現(xiàn)象,從而對求解精度產(chǎn)生較大影響,重者致使求解中斷。故合理選擇主、從面至關(guān)重要,其應(yīng)符合以下原則:從面網(wǎng)格相比主面要更精細(xì)。若二者網(wǎng)格密度較為接近,主面的材料剛度要相對大些。接觸部件中若存在剛體,則剛體的表面應(yīng)為主面。在應(yīng)用有限滑移的分析過程中,從面的節(jié)點(diǎn)盡量落在主面內(nèi)?；鶎雍偷鼗膶娱g接觸狀態(tài)比較復(fù)雜,與多種因素相關(guān),如基層的材料組成、類型以及使用過程等等。基層一般以無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料類材料為主