不同速度下沥青路面的动态响应分析
ｂ）各层平面无限大，垂直方向具有一定的厚度，最下层是半无限体；
ｃ）各层在水平方向无限远处及最下层向下无限深处．其应力和位移为零：
ｄ）层间接触情况，可以是完全连续的．或者是完全光滑的．也可以是介于两者之间的半接触状态，但层间不出现脱空现象：
ｅ）体力忽略不计。
应用弹性动力学的Ｈａｍｉｌｔｏｎ变分原理【３】．可得到弹性系统动力问题的有限元基本方程１４ｌ，即：
［』ｌ幻｛６）＋［Ｃ］｛６）＋［网｛６｝＝｛Ｆ（￡）｝
（１）
式中，［明、［Ｃ］、［豳分别为系统的质量矩阵、阻
尼矩阵和刚度矩阵；｛６）、｛６）、｛８）分别为位移、速度和加速度向量；ｆＦ（ｔ）｝为动荷载。
对于质量矩阵，可按下式计算：
ｆ
［明＝ｆ［刀’５０｛Ｎ｝ｄＶ
（２）
对于阻尼矩阵，通常根据实测资料，由振动过程中结构整体的能量消耗来决定阻尼的近似值．一般采用如下的线性关系式，故又称瑞利阻尼，即：
［Ｃ］＝ｄ［朋弗［幻
（３）
２三维有限元模型２．１
材料参数
根据弹性层状体系的理论将路面结构分为５层．
各层均为线弹性材料．选取计算的路面结构及各材料参数如表１所示。
表１
路面结构参数
参
数
路面结构层
厚度
弹忭模量
泊松比
密度
阻尼（ｃｍ）
（ＭＰａ）
（ｋｇ?ｍ４）
系数ｆ４ｌ
细粒式沥青混凝土上面层４１４００Ｏ．２５２６００Ｏ．５密级配沥菏碎石下面层５１２００Ｏ．２５２２０００．５水泥稳定碎石上基层２０ｌ１０００．２５２１００Ｏ．５级配碎石下基层１５７０００．２５２１００Ｏ．５天然砂砾垫层
３０１８００．２５２
１００
Ｏ．５土基
７２６
４０
０．３５
ｌ７００
Ｏ．５
２．２
路面模型
笔者通过多次的计算得知．当路面结构取６ｍｘ
６ｍｘ８ｍ时，结果趋于稳定。同时，在路面中心附近，设置一条移动带，考虑到边界条件的影响，移动带位于路面内，移动带宽度等于施加的荷载宽
度，且其长度小于路面的长度，取２ｍ，考虑到移动带直接承受荷载，因此网格较其他区域的要密。
模型的前后、左右分别取Ｘ、Ｚ方向约束，底面取ｌ，方向约束。
根据相关文献．轮载印迹为双矩形阁，尺寸大小如图１、图２所示，压强取为０．７ＭＰａ，模拟车辆的移动荷载时。采取阶跃式加载，将移动带沿长度方向划分单元时。使荷载长度是单元长度的整数倍，假设车辆沿移动带行驶所需的时问为￡。则每个荷
载步的时间为砌．每次移动的距离为移动带长讹，
将每个荷载步再划分为若干荷载子步来控制计算的精度。
单位为厘米
门
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．＿Ｊ
Ｉ?
２Ｑ
－ｌ
ｌ＿
２Ｑ
－Ｉ
图ｌ
路面结构三维有限元图
图２轮载简化等效图
３
不同速度下的竖向位移分析
图３～图６分别为汽车行驶速度为３０ｋｍ／ｈ、
６０ｋｍ／ｈ、８０ｋｍ／ｈ、ｌＯＯｋｍ／ｈ时，最大弯沉与深度的关系图。由图可知。最大弯沉随着深度的增加而减小，且在不同速度时，减小的趋势一致，各层最大弯沉随着速度的增大而减小。
暑
避静
吕
炼
｛缸．
深度（ｍ）
图３
最大弯沉与深度关系图（３０ｋｍ／ｈ）
图４
最大弯沉与深度关系图（６０ｋｍ／ｈ）
ｉＴＲＡＮＳＰＯＲＴＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ．１
ＨＡＬＦＯＦ
ＳＥＰ．，２００９（Ｎｏ．２０４）：
下Ｉ划
土
不同速度下沥青路面的动态响应分析
作者：张维全， 杨玥， ZHANG Wei-quan， YANG Yue
作者单位：重庆交通大学土木建筑学院,重庆,400074
刊名：
交通标准化
英文刊名：TRANSPORT STANDARDIZATION
年，卷(期)：2009(9)
参考文献(5条)
1.JTJ 014-1997.公路沥青路面设计规范 1997
2.丁皓江弹性和塑性力学中的有限单元法 1989
3.杨桂通弹性力学 2006
4.舒富民;钱振东移动荷载作用下沥青路面的动力响应分析[期刊论文]-交通运输系统工程与信息 2007(05)
5.黄仰贤路面分析与设计 1998
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4.徐建东.程跃辉.XU Jian-dong.CHENG Yue-hui高填路堤不同拓宽方式重载动力响应模型试验研究[期刊论文]-公路工程2007,32(6)
5.张洪亮.胡长顺.高江平移动车辆荷载作用下路基中压应力测试[会议论文]-2005
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9.陈燕.CHEN Yan移动荷载作用下半刚性基层沥青路面动力响应[期刊论文]-山西建筑2010,36(15)
本文链接：https://www.360docs.net/doc/8b15780185.html,/Periodical_jtbzh200909009.aspx