CRC + AC复合式路面热力耦合下动力响应分析

发布日期:2022年7月20日
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CRC + AC复合式路面热力耦合下动力响应分析

为研究热力耦合下CRC + AC复合式路面结构的力学响应,利用ABAQUS有限元软件,在进行力学分析时,通过定义预定义场的方式将温度条件输入到路面应力模型中,从而模拟路面在温度与荷载应力耦合作用下的动响应,深入了解沥青路面的破坏机理,分析沥青路面在温度和荷载应力的耦合作用下其内部应力应变的分布特性及变化规律。研究结果表明:在温度作用下沥青层受到拉应力和剪应力,载荷和温度共同作用下沥青层转为受压应力和剪应力;在车辆荷载作用下,CRC层顶面受到较大的拉应力和剪应力,且随着轴重增加CRC层顶面受到的剪应力增加;随着沥青层厚度增加,AC层底面横向和纵向压应力逐渐减小,有转变为拉应力的趋势,AC层顶面横向剪应力逐渐增大,底面横向剪应力则减小;降温主要对横向和纵向应力影响较大,降温越大横、纵向拉应力越大,对剪应力影响较小,且降温对CRC层横向和纵向应力的影响更大。

CRC + AC (Continuously Reinforced Concrete + Asphalt Concrete)复合式路面是在连续配筋水泥混凝土路面上铺筑沥青混合料的一种复合式路面结构,能够在重载交通情况下,提供较好的路用性能,并在较长使用期内不发生结构性破坏,只需对沥青混合料面层进行养护,具有长寿命的特点[1]。

国内外有很多关于路面结构动力响应的研究。Borros 等人推导得到了层状黏弹性半空间体在匀速移动点荷载和线荷载作用条件下的动态响应解[2]。邓学均、黄大强通过结合有限元和无限元,推导出半正弦荷载作用下的动态响应理论解[3]。Olsson 分别使用理论解析法和有限元法计算路面在移动荷载作用下的力学响应,对比结果显示有限元法更适合计算路面力学响应问题[4]。Van Metzinger 等人研究了刚柔复合式路面钢筋类型、沥青层厚度和骨料类型对沥青层横向裂缝的影响, 提出了沥青层厚度的设计方法[5]。

Sameh Zaghlou 使用ABAQUS 有限元软件计算路面结构在移动荷载下的动力响应,计算结果与实际测量得到的数据较为吻合,表明有限元方法的准确性[6]。Vetter 等人计算了CRC + AC 复合式路面结构在接缝处的传荷能力,得到了沥青层中垂直与水平应力、最大弯沉和最大剪应力[7]。李江通过建立路面结构



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