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设置层间功能层的水泥混凝土路面动态响应分析

付欣  
【摘要】:水泥混凝土面层与基层之间接触不良是导致水泥混凝土路面破坏的主要原因之一,在水泥混凝土面层与基层之间铺设沥青混合料功能层可以有效改善层间条件,但目前对于这种复合式路面结构的应力状态研究不够深入。实际路面结构承受的是动态车辆荷载,本文对设置功能层的水泥混凝土路面结构在动态荷载作用下的力学响应进行了有益的探讨。 通过分析弹性地基板理论的局限性,基于路面结构有限元方法,运用ANSYS对规范中的算例进行了分析,得出利用ANSYS求解路面结构响应是可行的。基于动态分析有限元基本方程,阐述了阻尼系数的求解过程,得出了本文计算采用的动态车辆荷载类型。建立了基于功能层的水泥混凝土路面有限元模型,论述了模型的基本假设、材料参数、几何尺寸、边界条件、车辆荷载作用轮迹的简化、荷载临界作用位置、计算点和指标等。分别针对半刚性基层与刚性基层,对设置功能层的水泥混凝土路面结构在动态荷载作用下的力学响应进行了参数分析,研究了行车速度对力学响应的影响。最后,采用灰色关联分析方法对设置功能层的水泥混凝土路面结构力学响应的影响因素进行敏感性分析,通过回归分析得到了路面结构力学响应的计算公式。本文的研究结果可以为设置功能层的水泥混凝土路面的结构设计和施工提供理论指导。


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