车辆荷载下高速公路的动力响应分析.docx

车辆荷载下高速公路的动力响应分析

1.5万字 41页 原创作品，已通过查重系统


摘要
经济的发展、出行率的提高、生活节奏的加快使得修筑于软土地基上的高速公路越来越多，与此同时伴随着众多工后问题的出现，车辆荷载对道路各结构层的动态响应研究已经成为工程界特别关注的问题之一，也是学术界一直以来重点研究课题。
早期，对道路进行设计时多将车辆荷载视为静载，然而实际路面承受的车辆荷载是变化和移动的，行驶速度、路面平整度和汽车本身的振动都会对路面的受力产生影响。因此，建立移动荷载下的道路模型，对研究移动荷载下的道路动响应具有重要的意义。
本文借助有限元软件ABAQUS，参考实际的沥青路面桩承式路堤建立了三维道路结构体系模型，并建立了车辆后轮接地模型，考虑了轮胎接地形状的影响，采用子程序模拟车辆荷载，计算了移动荷载下高速公路的动力响应。分析了标准荷载下道路各结构层的竖向应力、水平应力及竖向位移的变化规律，同时分析了车辆速度和车辆荷载对道路动响应的影响，进行了详细的动响应的分析。并得出以下结论：
(1)只有在车辆驶近选取点时，选取点的响应值才迅速增加，当车辆距离选取点较远时，该点处的响应值又回归为零。
(2)在车辆移动荷载作用下，沥青面层的竖向应力和竖向位移值最大，随着深度的增加，竖向应力和竖向位移沉逐渐下降。
(3)在车辆移动荷载作用下，水平应力呈现了拉压交变的状态，表明在荷载反复作用下容易使路面发生疲劳破坏。
(4)超载是造成道路超负荷工作的主要因素，超载率与竖向动应力和竖向位移成正相关，容易造成路面的破坏。所以，要严格限制超载车辆运行。


关键词：车辆荷载；沥青路面；桩承式路堤；数值分析；动力响应