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沥青混凝土桥面铺装层有限元分析与试验研究

刘楠  
【摘要】: 沥青混凝土桥面铺装作为特殊的路面结构,它起着保护桥梁和承担路面荷载的作用。但是由于铺装层下便是水泥混凝土桥面板,不存在半空间无限体的路基,其边界条件与普通沥青混凝土路面不同,所以受力状态与普通沥青混凝土路面不同,极易发生损坏。许多桥梁的沥青混凝土铺装层不同程度地出现拥包、推移、车辙、开裂等早期破坏现象,直接影响车辆的正常运行和桥梁外观,导致桥面维修期大大提前。但是目前,在进行桥梁结构设计时,桥面铺装层只作为构造层或磨耗层来考虑,一般不作专门的计算分析,现行规范也只是对桥面铺装的做法、材料、厚度做了指导性的说明,至今没有可以依据的设计理论和指标。 本文首先使用ANSYS通用有限元对整桥模型和试验模型同时进行分析并得出它们的应力应变分布。对试验方案进行分析,提出应力应变分布较为符合整桥模型的斜剪试验方案,来模拟桥面铺装结构的应力应变分布。 在室内试验方面,首先进行试件的强度试验,测定试件在不同加载速度下的的最大剪切强度。而后应用MTS-810对试件进行动载斜剪试验,采用NI数据采集系统对试件应变进行采集和分析,从而得出试件的动态应变。同时对试件进行不同荷载水平下的剪切疲劳试验,得出粘结层的抗剪切疲劳特性。


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