动态荷载作用下重载交通水泥混凝土路面的力学响应

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1、分类号：密级：UDCUDC：：编号：编号：河北工业大学硕士学位论文动态荷载作用下重载交通水泥混凝土路面的力学响应论文作者：鹿青学生类别：全日制学科门类：工学领域名称：建筑与土木工程指导教师：窦远明职称：教授资助基金项目：河北省高等学校科学研究计划(Q2012156)DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofArchitecturalandCivilEngineeringRESPONSEANALYSISOFCEM

2、ENTCONCRETEPAVEMENTUNDERDYNAMICLOADINHEAVYTRAFFICbyLuQingSupervisor:Prof.DouYuanmingNovember2014ThisworksupportedbytheCollegesandUniversitiesInHebeiProvinceScientificResearchProjects.No.Q2012156.原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位

3、论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部

4、门或者机构送交论文的复印件和电子版。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要水泥混凝土路面是我国高等级公路路面结构的主要形式之一。随着我国综合国力的进一步增强，基础建设取得新的成就，交通运输业迅猛发展。同时我国交通现状中也存在着不少问题。其一，我国现行规范对路面各项指标的规定均采用静态荷载，而实际情况中，车辆以一定速度行驶在路面上，对路面施加的动荷载是大小和作用位置都随时间变化的随机荷载，路面实际受力状态与在静态荷载下得到的水泥路面受力特性存在一定差别。其二，在运

5、输车辆中，重型车及超重型车在公路运输中所占比重越来越高，车辆超限、超载问题日益突出，造成水泥混凝土路面早期破坏现象严重。所以对重载交通路面结构进行动力学分析有重要的理论意义和应用价值。本文针对重载交通的特征，在总结国内外研究成果的基础上，应用有限元分析理论，将水泥混凝土路面结构模拟为弹性层状体系，借助ANSYS软件建立的三维有限元分析模型，将车辆荷载模拟为稳态正弦移动荷载，在不同超载率下，对水泥混凝土路面在匀速状态，以及考虑水平荷载作用的加速状态、制动减速状态下的路面结构力学响应进行分析，得出荷载作用下路面

6、各结构层弯沉、纵向应力、垂直压应力以及水平剪应力的时间历程曲线，并通过对计算结果进行比较确定不同行驶状态下，超载对加速路面损伤的影响规律。分析结果表明，水泥混凝土路面在路表取得最大弯沉值、最大纵向压应力、最大垂直压应力以及最大水平剪应力，在路面板底取得最大纵向拉应力。并且随着超载率的增加，路面结构应力和弯沉均随之增大。可见，重载道路载货汽车的超载现象是造成路面结构破坏的重要原因。关键词：水泥混凝土路面有限元重载交通移动荷载动力响应超载率IABSTRACTCementconcretepavementisthe

7、mainformofhighwaypavementstructureinourcountry.Asourcomprehensivenationalstrengthfurtherenhanced,basicconstructionhasmadenewachievement,especiallytransportationindustryisdevelopingrapidly.Atthesametime,therearemanyproblemsinourcountrytrafficsituation.First

8、,thepavementindicatorsofChinesecurrentspecificationarestaticloads,butintheactualsituation,thevehicledrivesontheroadataconstantspeed.Thevalueandpositionofdynamicloadsexertedontherodechangewithtime.Theactualstr