半挂汽车列车荷载作用下沥青路面结构力学响应的三维连续有限层法数值分析

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1、国内图书分类号：U416.2密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文半挂汽车列车荷载作用下沥青路面结构力学响应的三维连续有限层法数值分析年级二零一五级姓名冯文青申请学位级别工程硕士专业建筑与土木工程指导老师蒋鑫副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:U416.2U.D.C:624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisNumericalAnalysisofMechanicalResponseofAsphaltPavementunderTractionSemi-trai

2、lerTruckBasedonThree-dimensionalContinuousFinite-layerMethodGrade:2015Candidate:FengWenQingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ConstructionandCivilEngineeringSupervisor:AssociateProfessorJiangXinMay,2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国

3、家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密□，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：（1）介绍了三维连续有限层法的基本原理，包括基本假设、荷载处理、基本方程、移动简谐波及单层的解、边界条件等；结合基于该法开发的

4、3D-MoveAnalysis软件，阐述了三维连续有限层法在复杂交通荷载、黏弹性沥青路面等方面精细化模拟的突出优势，从而为后续开展沥青路面结构力学分析奠定了基础。（2）选取BISAR、MICHPAVE、EverStressFE和3D-MoveAnalysis四款国外典型沥青路面结构力学分析专业软件，从原理算法、具体实现等全面开展横向比较，并针对具体算例，进行了相关讨论，为分析工具合理选用提供了有益参考。（3）介绍了3+2型半挂汽车列车的构造、考虑车辆动力学的下坡制动减速过程中各轴所受法向力和切向力的计算原理，并针对具体算例，求解了半挂汽车列车制动

5、减速所受作用力，分析了加速度、道路纵坡坡度的变化对各个轴所受法向力和切向力的影响，为不同工作状态下半挂汽车列车作用下路面结构力学响应分析荷载考虑奠定了基础。（4）基于3D-MoveAnalysis软件，分别建立了柔性基层沥青路面结构在单轴双轮组荷载和半挂汽车列车荷载作用下的三维数值模型，分析了两种荷载形式在不同工作状态下柔性基层沥青路面结构的力学响应，明确了匀速移动、制动减速工作状态下路面结构的时程变化规律，比较了半挂汽车列车荷载与单轴双轮组荷载下路面结构力学响应的差异性。（5）基于3D-MoveAnalysis软件，考虑沥青面层的黏弹性、半挂汽

6、车列车的制动特性，分别建立了半刚性基层、倒装式和组合式三种沥青路面结构数值模型，分析了半挂汽车列车制动减速过程中力学响应的变化规律，讨论了加速度和路面温度对三种沥青路面结构力学响应的影响，探究了三种沥青路面结构在半挂汽车列车制动减速作用频发路段的适用性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期

7、：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要沥青路面结构已成为包括高速公路在内的高等级公路主要路面结构形式。世界各国多使用力学-经验法开展沥青路面的结构设计，其中力学分析需要采用尽量真实、客观体现层状黏性沥青路面结构特性的计算方法、力学模型等。而随着汽车交通运输业的发展，作为汽车列车的一种，半挂汽车列车因具有运输量大、运输效率高、运输成本低等诸多优势，而日益受到重视。但此类车辆自身构造特别（牵引车与半挂车通过铰接方式相连），与普通单后轴、双后轴式货车相比，其工作状态更为复杂，如在制动减速过程中，半挂车荷载将因车辆动力学效应，对前面的牵引车产生不可忽

8、视的影响，从而可能对路面结构产生更恶劣、更特殊的破坏。本文尝试采用近年来备受关注的三维连续有限层法，分析半挂汽车列车荷载作用下沥青路面结