半刚性基层沥青路面温缩裂缝的有限元分析

运用有限单元法计算了半刚性基层沥青路面温缩反射裂缝尖端的应力强度因子，并对影响其大小的各因素进行了敏感性分析，结果表明：基层和面层的模量、温缩系数增大会不同程度的导致裂缝尖端应力强度因子的增大；而增加面层厚度能有效降低温缩裂缝尖端强度因子．研究了行车荷载与温度荷载耦合作用下裂缝尖端应力场的强度特征，在这2种荷载共同作用时的裂缝扩展为复合型扩展．     

路面结构裂缝应力强度因子数值计算

路面裂缝尖端应力强度因子是判断裂缝开裂扩展的重要指标 .应用奇异等参元及断裂力学理论 ,对 3种荷载简化模式下路面单裂缝问题进行了数值分析 .在裂缝尖端附近采用最小二乘法回归得到了相应的裂缝尖端应力强度因子 ,同时应用有限宽板条模型进行了数值验算 .计算结果表明 ,裂缝长度与基层模量对裂缝尖端应力强度因子影响较大 ,凸形荷载作用下裂缝更易扩展 .     

沥青路面表面裂缝扩展分析

沥青路面早期裂缝的出现,降低了道路的使用年限.为了研究使用状态下沥青路面表面裂缝的扩展行为,基于断裂力学理论,应用有限元软件ABAQUS,分析了移动荷载下裂缝应力强度因子K11的变化规律,研究了不同裂缝开裂深度和不同的层间摩擦接触状况下的路面响应,并探讨了面层厚度、面层和基层模量等路面结构参数对裂缝扩展的影响.为半刚性基层沥青路面的合理化设计和沥青路面的维修养护提供一定的理论参考.     

沥青加铺层反射裂缝有限元分析

以烟(台)青(岛)一级公路烟台段试验路为应用研究对象,应用大型商业通用有限元软件ABAQUS计算分析了沥青混凝土加铺层反射裂缝的受力特性,为加铺层的结构设计和材料设计提供依据。研究表明:随着沥青加铺基层厚度的增加,控制着路面裂缝扩展的剪切型应力强度因子KⅡ呈减小趋势;沥青稳定碎石模量对加铺层的抗裂性能有重要影响,裂缝尖端的应力强度因子将随着加铺基层模量的增大而增大;大粒径碎石沥青加铺基层中孔洞的存在极大地消减了裂缝尖端的应力集中,有助于阻碍裂缝的进一步发展。     

基于双裂缝模型的沥青道路裂缝间应力强度因子的影响因素分析

沥青道路旧裂缝周边往往会产生新的裂缝,从而演变为间距较短的平行裂缝。为研究不同温度及车辆荷载下旧裂缝对新裂缝应力强度因子的影响,对道路三维双裂缝模型进行有限元数值模拟,分析裂缝类型、裂缝间距及荷载形式等因素对裂缝尖端应力强度因子的影响关系。结果表明:低温时已有的面层裂缝或面层-基层贯穿裂缝会显著增加近距离(约在0.25m内)基层裂缝上边缘的应力强度因子,车辆荷载下已有的面层裂缝或面层-基层贯穿裂缝同样会增加近距离(约在0.25m内)面层裂缝下边缘的应力强度因子。因此,面层-基层贯穿裂缝会显著促进周边面层裂缝或基层裂缝的扩展。     

基于熵权-TOPSIS法的不同基层沥青路面抗裂效果研究

为了解决季冻区沥青路面的反射裂缝问题,以路基路面工程、计算机科学为基础,通过对沥青路面反射裂缝病害影响因素分析,得到不同的基层模量是影响反射裂缝主要诱因之一;运用Abaqus有限元分析法,根据建立的沥青路面温度-荷载耦合场模型,对不同基层模量的应力云图进行分析,最终得到应力强度因子时间曲线;运用熵权-TOPSIS法,对半刚性、柔性、半柔性3种不同模量基层的沥青路面抗裂性能进行评价,结合干缩试验和冻融试验,得到在季冻区的特殊气候下,半柔性基层沥青路面能够有效抵抗沥青路面的反射裂缝,从而为沥青路面防治裂缝的产生提供新的解决办法。     

沥青混合料半圆弯曲试验应力强度因子分析

模拟沥青混合料半圆弯曲试验,分析模型几何参数对裂缝尖端应力强度因子的影响,能够合理的确定试验的几何参数,准确评价沥青混合料抗低温开裂的性能。文章通过ANSYS模拟分析了沥青混合料半圆弯曲试件弯拉应力分布,明确了试件拉应力最大部位;基于控制变量法,利用Aashto计算方法和有限元方法研究了半圆弯曲试件几何参数(试件半径、试件厚度、支座跨度、裂缝长度)对裂缝尖端应力强度因子的影响。结果表明:半圆弯曲试件在裂缝尖端受到最大的拉应力,Aashto计算方法与有限元方法计算的裂缝应力强度因子随试件几何参数变化的趋势相同,计算结果相近,确定半圆弯曲试验试件几何参数半径为75 mm,厚度为25 mm,裂缝深度为15 mm,支座间距与试件直径比值为0.8。     

基于室内结构试验的半刚性基层开裂数值仿真

为获得半刚性基层沥青路面结构的力学参数并分析其变化规律,设计并修建了大尺度半刚性基层沥青路面结构室内试槽,采用逐级加载方法进行结构内部应力、应变和模量的分层检测与试验.在试验数据的基础上,建立道路三维有限元模型,验证模型正确后进行了承载板数值仿真试验,分析了超载引起的半刚性基层开裂位置、起裂荷载、裂缝状态、应力强度因子和裂缝类型等问题.结果表明:当交通荷载超过起裂荷载时基层裂缝开始出现,沿路面横向基层层底靠近承载板中轴线位置的单元首先开裂,裂缝在行车荷载作用下进一步向上扩展而形成基层横向裂缝;半刚性基层荷载型开裂主要以I型张开型裂缝为主,应力强度因子大小取决于施加的荷载大小、裂缝长度和模型几何尺寸,应重点从合理设计基层厚度、改进基层材料性能和严格控制超载几个方面减少半刚性基层裂缝的产生.     

沥青路面多裂纹温度应力的数值模拟

本文考虑了沥青混合料的粘弹性,基于断裂力学理论,通过有限元数值模拟研究了含多裂纹沥青路面在温度荷载作用下的响应,考察了裂纹间距变化对应力强度因子以及温度应力的影响,结果表明:随着温度降低,基底裂缝的I型应力强度因子逐渐增大;随着裂纹间距的增大,基底裂纹先增大后减小并趋于稳定,表面裂纹尖端的最大压应力亦呈现先增大后减小的趋势,同时对加铺土工布这一阻裂措施利用数值模拟进行了验证.     

有限加筋板边界效应对应力强度因子的影响

分析了合裂纹损伤的有限加筋板边界效应对裂纹尖端应力强度因子的影响，得到裂纹尖端应力强度因子随结构尺寸及边界条件的变化规律。结果表明，随着有限加筋板高宽比和筋、板相对刚度的增大，结构应力强度因子的下降幅度逐渐增大。当裂纹尖端离筋条越近时，这种现象越明显。