飞机荷载下水泥混凝土道面板应力计算方法

采用弹性地基板理论分析了道面板应力的主要影响因素, 修正了公路标准轴载下路面板的应力计算公式, 得到了飞机荷载下道面板的应力计算公式形式。采用正交设计法对道面结构参数进行安排, 计算了不同道面结构在各种类型飞机荷载下道面板的应力。采用非线性回归方法对应力计算值和飞机荷载参数与道面结构参数进行分析, 得到了单轮飞机荷载下水泥混凝土道面板的应力计算公式。对单轮飞机荷载应力计算公式引入荷载圆半径修正系数, 并采用多元非线性回归方法, 得到了双轮和双轴双轮飞机荷载下道面板的应力计算公式。利用荷载叠加原理得到多轴多轮飞机荷载下道面板应力计算公式。误差分析结果表明: 回归应力计算值与有限元应力计算值相对误差不超过2%, 应力计算公式具有较好的精度。     

机场水泥道面切缝倒角应力分析

为比较机场刚性道面切缝槽口不同倒角形状对减小应力集中的效果,评估倒角工艺对道面功能性能的影响,运用ANSYS分析软件建立道面板切缝位置有限元模型,在道面接缝节点间分别设梁单元和弹簧单元模拟接缝传荷作用,以Boeing777作为荷载机型,对6种不同倒角形式切缝边缘位置的荷载应力和温度应力进行对比分析,并通过现场试验对道面的平整度和摩擦系数进行测试。分析结果表明:各种切缝形式均能明显改善切缝位置的应力状况,距离切缝愈近位置,改善程度愈明显,不同切缝形式对减小应力集中的程度相差较大,其中半径为6mm的圆弧倒角效果最佳;各种切缝构造对道面平整度和摩擦系数的影响较小,均满足技术要求。     

水泥混凝土轮迹路面温度应力的有限元分析

水泥混凝土路面板内不同深度处的温度随气温的变化而动态变化,这直接导致混凝土板内部出现膨胀和收缩变形。已有经验表明荷载应力和温度应力的综合作用会使混凝土板发生破坏。本文通过有限元方法分析了影响水泥混凝土轮迹路面温度应力的各项因素,研究成果可以用于指导水泥混凝土轮迹路面结构设计。     

机场道面温度应力的试验研究

通过对某机场水泥砼道面温度场和温度应变的现场实测，在此基础上提出了水泥砼机场道面温度场和温度应变场的变化规律，最后采用理论分析计算与实测温度应力（应变）进行比较，以验证理论计算的正确性。     

水泥混凝土路面板湿度翘曲应力计算方法

为了分析湿度梯度对水泥混凝土路面力学性能的影响, 采用弹性力学的基本分析方法推导了非均匀无限水泥混凝土路面板在完全自由、轴向变形约束、弯曲变形约束、弯曲和轴向变形组合约束下的湿度翘曲应力计算公式, 利用弯矩等效原理, 推导了基于湿度翘曲应力的等效温度梯度公式, 基于连续配筋混凝土路面, 采用有限元法计算了非线性湿度分布情形下水泥稳定基层、粒料基层、沥青混凝土基层、沥青稳定基层、水泥土基层和自然土基层下的板顶和钢筋的应力与板的裂缝宽度。研究结果表明: 湿度翘曲应力的大小取决于相对湿度的分布形式; 板顶应力随基层刚度的增大而增大, 当基层刚度从0.08 MPa·mm^-1增大到6.28 MPa·mm^-1时, 板顶应力从4.1 MPa增大到6.3 MPa; 基层类型几乎不影响钢筋的应力; 裂缝端部水平位移从板底至板顶逐渐增大, 大约从0.0 mm增大到2.9 mm。     

水泥混凝土路面荷载应力的三维尺寸分析

利用有限元软件ANSYS,通过建立模型,分析平面板尺寸、板厚、面板弹性模量以及层间接触条件等因素对水泥混凝土路面荷载应力的影响,初步得出了完全连续和完全光滑条件下板平面尺寸和板厚及板弹性模量之间的关系,为水泥混凝土路面的结构分析提供参考。     

纤维格栅增强机场双层道面荷载应力分析

为了分析纤维格栅增强机场水泥混凝土双层道面加铺层的荷载应力,采用ANSYS建立机场双层道面三维有限元模型,以J-8飞机荷载为计算荷载,选取机场水泥混凝土道面加铺层层底最大拉应力、层间剪应力、旧水泥混凝土道面板底最大拉应力、加铺层表面弯沉为考察指标.计算了机场双层道面层间接触对荷载应力的影响,并利用正交设计分析机场道面结构参数对荷载应力影响的显著性.研究表明：层间摩擦系数对机场水泥混凝土加铺层层底拉应力与层间剪应力影响较大;机场水泥混凝土双层道面各结构参数对加铺层层底最大拉应力都显著相关,应该作为机场水泥混凝土加铺层设计的主要分析指标;加铺层厚度和基础弹性模量与所考察的4个指标都显著相关.因此,在进行机场水泥混凝土道面加铺层设计时,必须重视基础处理技术并合理控制加铺层厚度.     

机场水泥混凝土道面使用寿命的改进灰色预测模型

为了准确预测机场水泥混凝土道面使用寿命,根据道面的使用性能特点,确定道面破损度为道面使用寿命的控制指标.采用灰色系统理论建立了道面使用寿命灰色预测模型,利用计算原点残差的方法检验模型的精度,并采用数据序列中最近时间点的实测值为求解的初始条件改进模型求解过程.研究结果表明:机场水泥混凝土道面破损度与道面使用时间呈指数型递增关系,道面剩余使用寿命随使用时间呈指数型衰减;道面破损度预测值与实测值的误差不超过5%,因此,该模型有效,可用于定期检测的道面.     

夏汾线水泥混凝土路面结构计算

根据特重车辆的荷载作用图式,利用有限元分析程序进行荷载应力计算,提出新了轴载换算系数,从而确定适应特重车辆荷重的路面设计方法和参数。     

破裂水泥混凝土路面板沥青加铺层温度应力影响因素

为了防止水泥混凝土路面加铺沥青面层反射裂缝的产生, 采用有限元方法, 视路面结构为弹性层状体系, 建立沥青加铺层、补强层、破裂水泥混凝土路面板和地基组成的空间三维模型, 分析了破裂板块平面尺寸、降温幅度、沥青加铺层模量及厚度、结构补强层模量、混凝土路面板厚度等因素对沥青加铺层温度应力的影响。结果表明, 对破裂后的旧水泥混凝土路面板块, 沥青加铺层温度应力随其板块尺寸的减小而大幅度降低, 较大的降温幅度对加铺层温度应力的影响远大于车辆荷载产生的应力; 而降低沥青加铺层模量, 增大加铺层厚度等技术措施可明显改善破裂板接缝处的应力状况, 并能有效地防止沥青加铺层反射裂缝的产生。     

长寿命路面结构设计

为了提高路面实际使用寿命, 分析了长寿命路面定义与设计要求, 提出了以PCC(水泥混凝土路面)+AC(沥青混凝土路面)路面为主体的长寿命路面结构, 运用有限元分析软件及路面弹性层状体系理论, 分析了PCC板块3.0 m×4.0 m划分方式的优越性, 计算了长寿命路面结构的荷载应力和温度应力。计算结果表明: 采用3.0 m×4.0 m的板块划分方式, 混凝土板底温度翘曲应力减少20%左右, 综合应力降低10%左右; 提出的路面结构的理论寿命达到了46 a, 符合长寿命路面的结构设计要求。     

沥青混凝土与连续配筋混凝土复合式路面承载力分析

为了防止公路的早期破坏, 为长寿命路面结构研究提供理论依据与技术支持, 应用有限元方法对沥青混凝土与连续配筋混凝土复合式路面进行了温度场与疲劳应力分析。分析结果表明: 小于4cm的沥青混凝土面层主要用于改善路面使用性能; 大于4cm的沥青混凝土面层可以有效改善路面的温度场, 每增加2cm, 可满足15%~20%的超载要求。可见该复合式路面能够承受重载和一定程度的超载而不发生疲劳破坏。     

羧基丁苯聚合物改性水泥砼路面设计及试验路分析

采用羧基丁苯聚合物掺量为15%的水泥砼进行路面板厚度设计,发现羧基丁苯聚合物水泥砼路面相对于普通水泥砼路面至少能减薄8cm;然后对羧基丁苯聚合物改性水泥砼路面用ANSYS软件进行应力应变分析,发现在减薄8cm的丁苯聚合物水泥砼路面在最不利荷载下相对于普通水泥砼路面的最大弯拉应力和最大应变要大,然而丁苯改性水泥砼的抗折强度和抗变形能力要大得多,故不影响其承载能力;最后结合工程铺筑试验路,发现使用一年后的丁苯聚合物改性砼试验路路面性能良好.     

水泥砼路面板的破坏原因及对策

笔者针对公路水泥砼路面板病害问题,分析了水泥砼路面板的破坏原因,并且从加铺沥青砼面层、路面板下灌浆、破碎板处理三方面提出具体的维修对策.     

水泥砼路面板的破坏原因及对策

笔者针对公路水泥砼路面板病害问题,分析了水泥砼路面板的破坏原因,并且从加铺沥青砼面层、路面板下灌浆、破碎板处理三方面提出具体的维修对策.     

冲击碾压动荷载下水泥混凝土路面结构的力学行为

为了揭示冲击碾压动荷载下水泥混凝土路面结构的力学行为, 基于动力三维有限元分析方法, 考虑材料的弹塑性, 拟定纵横板边、板中及板角4种典型荷载位置, 在四楞冲击压路机冲击碾压水泥混凝土路面时, 分析了路面各层结构的受力和变形特征。研究发现, 各工况下混凝土板底部承受纵、横向弯拉应力是旧面板破裂的主要原因, 基层与旧面板一起处于双向弯拉状态, 土基三向受压, 不同工况存在不同的有效影响深度。冲击碾压板角时, 路面板竖向位移最大, 影响深度最深; 而冲击板中位置时, 板竖向位移最小, 分布最均匀, 此时板体以纵向弯拉为主, 易形成横向裂缝; 当冲击纵向板边时, 板体以横向弯拉为主, 易形成纵向裂缝。可见, 路面破碎效果是地基刚度、冲击能量与冲击位置的综合函数, 建议基于具体路况选择相应的施工方案。     

机场道面温度应力的试验研究

通过对某机场水泥砼道面温度场和温度应变的现场实测 ,在此基础上提出了水泥砼机场道面温度场和温度应变场的变化规律 ,最后采用理论分析计算与实测温度应力 (应变 )进行比较 ,以验证理论计算的正确性