基于层间功能层的水泥混凝土路面动态响应灰关联分析_廉.pdf

《基于层间功能层的水泥混凝土路面动态响应灰关联分析_廉.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2011年11月郑州大学学报(工学版)Nov．2011第32卷第6期JournalofZhengzhouUniversity(EngineeringScience)Vol.32No.6文章编号:1671－6833(2011)06－0013－05基于层间功能层的水泥混凝土路面动态响应灰关联分析1，23114廉向东，付欣，熊锐，关博文，陈拴发(1．长安大学公路学院，陕西西安710064;2．广西高速公路投资有限公司，广西南宁530021;3．广东华路交通科技有限公司，广东广州510420;4．长安大学材料科学与工程学院，陕西西安710061)摘要:通过动态分析有限元方法揭示了设置功能层的

2、半刚性基层水泥混凝土路面结构在车辆动态荷载作用下各因素(面层厚度与模量、功能层厚度与模量、基层厚度与模量、地基模量以及行车速度)对力学响应的影响程度，采用灰色关联分析，对各因素的影响程度进行了定量分析，并通过回归分析得到了路面结构力学响应(面层弯沉差、面层底部拉应力、功能层顶部剪应力和基层底部拉应力)的计算公式，为设置功能层的水泥混凝土路面的结构设计和施工提供理论指导．关键词:水泥混凝土路面;层间功能层;动态荷载;半刚性基层;灰关联分析中图分类号:U414．75文献标志码:A0引言1研究理论我国高等级公路路面主要采用沥青路面和水1．1动态分析有限元方法泥混凝土路面两种结构形式，和沥青

3、路面相比，水在动态荷载的施加过程中伴随着物理时间，泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性好、因此在动态荷载分析的有限元法中，虽然以节点有利于夜间行车、施工简便等优点．我国水泥混凝的位移为基本未知量，但此时节点位移既是坐标土路面普遍存在着使用寿命远低于设计使用年限位置的函数，也是时间的函数，节点具有速度和加的现象，通过对水泥混凝土路面的破坏调查发现，速度，荷载与时间具有相关性，因此需要考虑惯性［5］水泥混凝土路面的破坏大部分都与基层的不良支力和阻尼作用．根据达朗贝尔原理，引入惯性撑状况有关．半刚性基层水泥混凝土路面结构的力和阻尼作用之后路面结构仍然处于平衡状态，破坏主要是由脱空引起的

4、，同时与路基的稳定性因此在动态荷载分析中，采用虚位移原理建立单［1－3］及基层的稳定性有密切关系．元方程，整体结构的基本方程见式(1)．¨·为了改善水泥混凝土面层和基层的接触状Mu+Cu+Ku=F(t)(1)况，防止脱空的产生，可以在水泥混凝土面层和基式中:M为质量矩阵;C为阻尼矩阵;K为刚度矩·¨层之间设置沥青混合料功能层，对于设置沥青功阵;u为节点位移矩阵;u为节点速度矩阵;u为节能层的水泥混凝土路面结构，国外的设计方法中点加速度矩阵;F(t)为随时间变化的荷载．并未将其视为结构层，而仅仅作为一种层间处治1．2灰关联分析方法［6］措施，而在我国水泥混凝土路面设计与施工中很灰色理论

5、是邓聚龙教授提出的一种新型少关注在基层和水泥混凝土面层之间设置功能层工程系统理论．该理论能在“小样本、贫信息”的等相关问题，对于设置功能层的水泥混凝土路面条件下对系统进行分析，从而找出各种因素与系进行车辆动态荷载分析更是少之又少，因此对设统发展态势之间的关系，分辨出主要因素和次要置功能层的水泥混凝土路面在车辆动态荷载作用因素，对系统的发展做出积极有效的引导，因此具下的力学状态进行分析具有重要的理论价值和工有很强的实用性．笔者采用具有较高可靠度的灰［4］［7］程意义．关联熵分析法来研究各影响因素的显著性．收稿日期:2011－07－20;修订日期:2011－09－21基金项目:国家自然科

6、学基金资助项目(50978031);长安大学基础研究主持计划专项基金(CHD2010ZY014)作者简介:廉向东(1971－)，男，黑龙江鸡西人，高级工程师，主要从事路面结构与材料方面的研究，E-mail:287218622@qq．com．14郑州大学学报(工学版)2011年(1)灰关联系数表2传力杆参数灰关联系数为灰关联因子集，x0(x0(1)，x0Tab.2Dowelbarparameters(2)，…，x0(n))为参考列，xi(xi(1)，xi(2)，…，xi传力杆传力杆传力杆弹性泊松比密度直径长度间距模量ρ/(kg·(n))(i=1，2，…，m)为比较列，则比较列与参考μd

7、/mml/mms/mmE/MPa－3m)列间的灰关联系数为:356003002000000．257850ξi[x0(k)，xi(k)]=minminΔi(k)+ρmaxmaxΔi(k)2．2边界条件i=1，mk=1，ni=1，mk=1，n(1)对于模型边界条件的确定并没有统一的方Δi(k)+ρmaxmaxΔi(k)i=1，mk=1，n法，许多文献采用的边界条件也是不一致的．边界(minminΔi(k)为两极最小差;maxmaxΔi(k)为i=1，mk=1，