水泥混凝土路面动载与温度应力分析
  • 【摘要】

    水泥混凝土路面由于自身材料特性,与沥青混凝土路面相比具有较高的抗弯拉强度、抗磨耗能力及较高的稳定性,被广泛用于承载力要求较高的高等级路面之中。本文以水泥混凝土路面为研究对象,结合国内外对水泥混凝土路面动载的研究与温度载荷对水泥混凝土路面的作用,运用弹性层状体系理论分析水泥混凝土路面在移动荷载、温度荷载及温度-车辆荷载耦合作用下的位移、应力分布。
      首先阐述水泥混凝土路面的优缺点及路面结构分... 展开>>
    水泥混凝土路面由于自身材料特性,与沥青混凝土路面相比具有较高的抗弯拉强度、抗磨耗能力及较高的稳定性,被广泛用于承载力要求较高的高等级路面之中。本文以水泥混凝土路面为研究对象,结合国内外对水泥混凝土路面动载的研究与温度载荷对水泥混凝土路面的作用,运用弹性层状体系理论分析水泥混凝土路面在移动荷载、温度荷载及温度-车辆荷载耦合作用下的位移、应力分布。
      首先阐述水泥混凝土路面的优缺点及路面结构分析理论,简述车-板之间相互作用机理,选取动载模型。运用有限元ANSYS软件模拟水泥混凝土路面结构,采用车辆移动载荷,针对不同的路面物理参数:面板厚度、荷载移动速度及面板模量,研究路面动响应的规律。施加匀速移动的正弦载荷,分析路面结构在正弦荷载下的位移、应力响应规律。运用ANSYS热分析功能探讨路面结构在温度场及温度车辆荷载耦合作用下的应力分布;并将耦合分析结果与瞬态分析结果对比,得到温度对水泥混凝土路面内部应力的影响作用;研究环境温度变化、混凝土导热系数对面板温度应力的影响。对连续配筋水泥混凝土路面采用整体式模型模拟钢筋对混凝土路面的作用,探讨配筋率对水凝混凝土路面竖向位移、应力的影响。
      通过计算分析获知,路面结构在行车荷载作用下的位移、应力会随着车辆速度、面板厚度等因素变化;路面配筋能有效的降低面板内的应力;温度-车辆载荷的共同作用使路面产生较大的位移与应力。分析研究所得的结论对水泥混凝土路面的设计、施工及后期的养护维修工作具有参考价值。 收起<<

  • 【作者】

    吴佳 

  • 【学科专业】

    工程力学

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    长安大学

  • 【导师姓名】

    王虎

  • 【学位年度】

    2012

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    水泥混凝土路面动载  温度应力  ANSYS热分析  有限元ANSYS软件  数值模拟