非均布移动荷载下含表面裂缝路面结构应力响应.pdf

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1、第28卷第8期公路交通科技V01．28No·82011年8月JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentAug-2011doi：10．3969／j．issn．1002—0268．2011．08．004非均布移动荷载下含表面裂缝路面结构应力响应王鹏，郭成超(郑州大学水利与环境学院，河南郑州450002)摘要：采用移动加戴的动戴模型，考虑轮胎花纹形式。选用非均布轮胎荷栽模式，建立三维有限元路面结构模型分析了非均布移动荷戴作用下含表面纵向和横向裂缝路面结构的应力响应，以探求移动荷载作用

2、下表面裂缝的开裂机理。采用空间有限元——时间差分法对问题进行数值求解。分析过程中对裂缝尖端网格局部进行加密处理。并用位移法求取裂缝尖端的应力强度因子。分析得出随着荷戢的移动，处于荷栽正下方点位的裂缝I型应力强度因子最大。移动荷栽作用正下方纵缝的I型应力强度因子的值均比静栽时大，移动荷戚可加速裂缝的开展。对于横缝随着荷栽距离裂缝越近，对裂缝的影响越大。移动车辆荷载对纵向裂缝的影响比横缝更大。因此要特别注意路面表面纵向裂缝的预防和养护。关键词：道路工程；路面结构；有限元分析；移动荷裁；表面裂缝；养护中图分类号：U416．2文献标识码：A文章编号：1

3、002-0268(2011)08-0019—06StressofPavementStructurewithSurfaceCrackingunderNon·unifOrmMovingLoadWANGPeng，GUOChengchao(SchoolofWaterConservancyandEnvimnmentalEngineering。ZhengzhouUniversity．ZhengzhouHenan450002，China)Abstract：Adoptedthemovingloadmodelandthenon-uniformtireloadmo

4、de，basedonthetirefootprint，a3Dfiniteelementmodelofpavementstructurewasestablishedtoanalysethestressresponseofthepavementstructurewitheitherlongitudinalcracksortransverseclacksundernon·uniformmovingloadtosearchforthemechanismofsurface·initiatedcrackingundermovingload．Timediff

5、erencewascombinedwithspaceanalysisin3Dfiniteelement诵ththecracktipmeshingdenselyduringthecalculation，andthestressintensityfactor(SIF)ofthecracktipWascalculatedbydisplacementmethod．Itcanbedrawntheconclusionthat(1)withtheloadmoving，thevalueoftheSIFKIatthepositionofcracktiprigll

6、tunderthemovingloadreachesmaximum；(2)thepointoflongitudinalClacksfightbelowthemovingloadgetsthelargervalueofKIthanthatbelowstaticload，indicatingthemovingtrafficloadCanspeedupthedevelopmentofthecracks；(3)totransverseclacks，theloadhasstrongereffectonthecrackswhentheloadgetclos

7、etothecracks，butthemovingloadhasstrongereffectonthelongitudinalcracksthanthetransversecracks．Therefore，moreattentionmustbepaidforprecautionandmaintenanceofsurfacelongitudinalclacksinpavementstructure·Keywords：roadengineering；pavementstructure；finiteelementanalysis；movingload

8、；surfacecracking；maintenance收稿日期：2010—12-08作者简介：王鹏(1973一)。女．河南洛阳人．博士．副教授．(w