行车荷载作用下水泥混凝土路面板角隅脱空数值仿真分析

为了研究行车荷载作用下,水泥混凝土路面板角隅不同脱空状态对路面板面层的影响,通过有限元软件ADINA,考虑真实轮胎荷载作用,针对轮胎在不同轴载作用下、不同脱空面积以及非脱空状态下建立的9块水泥混凝土路面板有限元分析模型,分析在不同工况作用下的脱空状态(角隅脱空)对路面结构作用力的影响。结果表明:通过对不同脱空状态仿真数据的分析,得出在角隅不脱空和角隅脱空的情况下,当路面基层脱空时,角隅不脱空处面层的弯沉和弯拉应力明显大于角隅脱空面层的弯沉和弯拉应力,脱空区域上的面层最大弯沉和最大弯拉应力是非脱空时的1.13倍和1.36倍,可以看出脱空区对于路面结构非常不利;对于不同脱空面积下的角隅脱空,随着脱空面积的增大,脱空区域内路面板面层的动力响应显著增大;对于相同脱空面积下且不同轴载的角隅脱空状态下,随着轴载的逐渐增大,脱空区域内路面板面层的弯沉和弯拉应力应逐渐增大。因此采取交通管制、及时注浆或者灌浆和降低轴载等补救措施可以有效的减缓含水脱空区域水泥混凝土路面板结构的破坏。     

采用有限元法分析灌浆后脱空板静态力学性能

分析了水泥混凝土路面板板底脱空的形成机理及其危害,通过建立水泥混凝土板三维有限元模型,得到了脱空混凝土板灌浆后的受力情况,发现不同工况下地基局部脱空均导致板角处应力较大,并进一步分析了灌浆体的弹性模量对路面板力学性能的影响。     

公路隧道混凝土路面板角脱空分析

建立了公路隧道水泥混凝土路面接缝分析模型,并讨论了各结构参数对接缝传荷能力的影响规律。然后对板角脱空下的水泥混凝土路面板的应力状况进行了分析,探讨了面板厚度以及轴载对脱空应力的影响规律。     

水泥混凝土路面板底脱空的原因及防治措施

水泥混凝土路面板底脱空是指路面基层之间产生空隙,属于路面的结构性破坏。脱空的出现对路面板受力是极为不利的,特别是在板角、板边部位,在行车荷载的作用下,其受力状态类似于悬臂梁,将产生过大的应力、应变和竖向变形,极易导致水泥混凝土路面板的断裂和破碎等损坏,将严重影响水泥混凝土路面的使用性能和寿命。     

小尺寸水泥混凝土路面的有限元分析

减小板的平面几何尺寸能够降低荷载与温度梯度作用下水泥路面板的荷载应力及温度应力,基于此本文提出农村公路小尺寸水泥混凝土路面的概念,建立了小尺寸水泥混凝土路面板的有限元分析模型,分析了标准轴载作用于临界荷位时,荷载应力随板长、板厚的变化关系,荷载应力随基层厚度、基层模量的变化关系,并且进行了小尺寸水泥混凝土路面温度应力的计算分析,在此基础上提出了典型的小尺寸水泥混凝土板的平面尺寸。     

RESEARCH ON SMALL SLAB CEMENT CONCRETE PAVEMENT WITH FINTTE ELEMENT METHOD

减小板的平面几何尺寸能够降低荷载与温度梯度作用下水泥路面板的荷载应力及温度应力,基于此本文提出农村公路小尺寸水泥混凝土路面的概念,建立了小尺寸水泥混凝土路面板的有限元分析模型,分析了标准轴载作用于临界荷位时,荷载应力随板长、板厚的变化关系,荷载应力随基层厚度、基层模量的变化关系,并且进行了小尺寸水泥混凝土路面温度应力的计算分析,在此基础上提出了典型的小尺寸水泥混凝土板的平面尺寸.     

基层对水泥路面长期性能的影响研究

基层力学参数对水泥混凝土路面板的受力有很大的影响。采用三维有限元法分析了基层参数,包括基层模量、厚度以及层间接触界面特性对水泥混凝土路面板的荷载应力、温度翘曲应力、路表弯沉的影响。结果表明:提高基层模量和厚度可以有效降低路面在车辆荷载作用下的应力,提高基层的支承刚度,从而减小板角挠度,防止产生初始局部脱空。提高基层的模量和厚度可以改善基层顶面的挠度分布。     

基于FWD的水泥路面板角脱空弯沉分析

论文研究了水泥路面结构参数以及脱空尺寸对落锤式弯沉仪(Falling Weight Deflectometer, FWD)的检测结果的影响。基于ABAQUS软件建立水泥路面板角脱空有限元模型,采用弹簧单元法模拟路面板之间的接缝传荷,通过移除基层脱空区域的材料建立不同脱空尺寸的模型,并结合正交试验对弯沉进行各影响因素敏感性分析。结果表明,板角脱空尺寸对板边中点弯沉无显著影响,板边中点弯沉受地基反应模量影响最大,板角弯沉和弯沉比受接缝刚度和板角脱空尺寸影响比较显著。     

农村公路板角脱空应力分析

基于安徽省农村公路水泥混凝土路面的实际情况,利用有限元软件ABAQUS分析了混凝土板产生板角脱空后的应力集中问题,提出水泥混凝土路面设计和施工中的控制要点,为今后农村公路建设提供一定指导。     

板角脱空条件下悬臂板模型的有限差分分析

分析比较了板角脱空条件下传统计算方法和有限差分法的优劣和计算结果之间的差异。传统的计算方法假设脱空面板为一等截面的悬臂板,在计算脱空部位有多个轮载作用的情况下,未考虑荷载偏心对板中应力的影响;利用有限差分法则能克服这个缺陷,并能方便地计算出整个板体不同部位的应力和位移分布。计算结果表明,假定脱空路面板为悬臂板时,无论是由传统方法还是有限差分法,在任何交通等级作用下,路面板均会产生破坏;由有限差分法计算得出的荷载疲劳应力和弯沉均大于利用传统公式的计算结果,在路基路面的设计中应增大安全系数。     

水泥混凝土路面板底脱空机理分析

首先分析了混凝土路面产生板底脱空现象的形成机理,然后就不同脱空面积对水泥混凝土路面板的影响进行了应力分析。由应力分析结果可知,当水泥混凝土板底出现脱空时,应及时加以处理,防止脱空的进一步扩展和板体的破坏。     

水泥混凝土路面板的动力特性试验分析

水泥混凝土路面板的脱空程度不同时,其振动特性存在差异性。通过在水泥混凝土路面板顶布设传感器,对其进行瞬态冲击获得不同脱空程度下路面板的加速度、速度、位移时程曲线,并对其动力特性变化情况进行了分析。通过这些试验研究,为以后的水泥混凝土路面板脱空检测提供一定的参考。     

水泥混凝土路面脱空板的动力特性研究

水泥混凝土路面板脱空程度与其振动特征有较好的相关性,为准确获取路面板的动力特性,通过布设传感器,获取不同脱空程度路面板的加速度、速度、位移时程曲线并进行分析。试验结果表明,路面板的加速度、速度、位移归一化值随脱空程度增大而变化;路面板自振频率随着脱空程度的增大而降低;在进行路面板脱空检测与评价时可以根据各动力参数的变化综合分析其脱空程度,这样分析结果将更为准确。这些研究,可为今后路面板的脱空检测提供一定的参考。     

基于FWD的水泥混凝土路面板底脱空检测技术研究

为了明确落锤式弯沉仪（FWD）检测水泥混凝土路面板底脱空的测试方法和判定标准,基于水泥混凝土路面板底脱空形成机理,对FWD检测水泥混凝土路面板底脱空的基本原理、测点布置要求、脱空判定方法及标准进行了研究分析,提出了在现场检测时应确保测点位置干净整洁并施加恒定荷载以及选择在板块上、下表面温差较小时段检测等要求。根据工程案例以及FWD检测结果验证可知,当水泥混凝土板块板边中点弯沉值与板中弯沉值的比值大于2或板角弯沉值与板中弯沉值的比值大于3时,应综合判定该水泥混凝土板块存在脱空病害。     

CRCP路面荷载应力分析

通过建立不同尺寸普通水泥混凝土板有限元模型,分析了CRCP路面板宽度、裂缝间距、钢筋、钢筋位置、配筋率、板厚及粘结刚度系数对路面荷载应力的影响,并得出了相应的结论,对今后的CRCP路面设计具有一定的参考价值。     

旧水泥路面板底脱空弯沉判断标准研究

通过试验研究分析,并结合依托工程的长期性能观测验证,本文对旧水泥混凝土路面板底脱空弯沉判断标准进行了研究.研究结果表明,板底脱空判断标准为板边或板角弯沉值不小于35 (0.01 mm)时比较合理;当旧水泥混凝土沥青罩面结构层厚度偏厚时,板底脱空判断标准也可放大到弯沉值不小于40(0.01mm).     

水泥路面板底脱空对路面使用性能的影响

利用有限元软件,分析了脱空状态下水泥路面的使用性能,并计算了水泥混凝土路面板完好及处于脱空状态下的疲劳累积作用次数,指出板底脱空的形成会缩减水泥混凝土的使用寿命。     

连续配筋混凝土路面荷载应力的有限元分析

针对连续配筋混凝土路面的荷载应力问题,笔者应用有限元分析软件建立了不同路面板模型,并分析讨论了各个因素对路面中荷载应力的影响情况。分析计算表明,控制路面面层厚度和面层材料,可有效改善连续配筋混凝土路面中荷载应力的分布情况。该分析成果可对连续配筋混凝土路面的设计和施工提供一定的理论参考。     

水泥混凝土路面脱空与压浆处治

从基层材料的选择、排水系统、行车荷载等方面分析了水泥混凝土路面脱空的原因，介绍了路面脱空的识别方法，并提出了水泥混凝土面板灌浆的施工方法，以供施工中应用。     

轴载与温度作用下水泥路面板的变形与应力分析

水泥路面板沿厚度存在温度梯度时,水泥路面板将出现翘曲变形（板角翘曲或板中翘曲）,由于自重和约束的作用板内将存在温度翘曲应力,目前我国水泥路面设计中主要考虑温度应力和荷载应力的叠加造成的水泥路面板底－板顶产生的横向开裂,计算中并未考虑轴载和温度共同作用下水泥路面的应力和变形。文中通过有限元方法,建立模型,对单自由板在轴载和温度共同作用下的变形和应力进行了计算,计算中考虑了正向和负向温度梯度和轴载作用板不同位置时的工况,计算结果表明不同工况下水泥路面板最大应力将发生变化,将造成板不同的开裂方式。