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考虑层间状态的沥青路面温度与荷载耦合行为分析 被引量:64
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作者 艾长发 邱延峻 +1 位作者 毛成 兰波 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期99-104,共6页
沥青路面是典型的层状体系,层间黏结状态的好差直接影响到路面的使用性能。采用三维非线性有限元软件ABAOUS,同时考虑沥青混合料的劲度模量随温度变化的特性,数值模拟计算了沥青路面在不同温度场状况下分别与水平及竖向荷载耦合作用的... 沥青路面是典型的层状体系,层间黏结状态的好差直接影响到路面的使用性能。采用三维非线性有限元软件ABAOUS,同时考虑沥青混合料的劲度模量随温度变化的特性,数值模拟计算了沥青路面在不同温度场状况下分别与水平及竖向荷载耦合作用的关键力学响应,分析各响应指标随层间接触状态变化的特性。研究结果表明:由于接触模型作用机理的不同,其关键力学指标响应要比连续模型下的大;除路表竖向变形大小几乎与层间接触状态无关外,其他指标在低温状况下,层间接触条件变化对其影响较小,而在高温状况下,特别当层间接触摩擦系数μ<0.6时影响很大,尤其对基层、底基层的最大拉应力及面层的最大剪应力影响显著。研究成果为科学解释沥青路面在不同环境温度与车辆荷载综合作用下的破损特征与行为机理提供了有力依据,为改善层间黏结条件有利于提高路面整体性能提供了理论支撑。 展开更多
关键词 沥青路面 层间状态 有限元 温度 荷载 耦合 结构响应
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沥青路面非均布荷载下层间接触条件不同时力学响应的三维有限元分析 被引量:45
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作者 胡小弟 孙立军 刘兆金 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期1-4,共4页
轮胎与路面的接地形状呈较明显的矩形,且随着轮胎负荷及胎压的不同,对路面的作用力也发生不规则变化,呈现出非均匀分布。本文采用三维有限元分析方法,分析柔性基层和半刚性基层路面结构的层间接触条件不同时,在不同的车型荷载及其不同... 轮胎与路面的接地形状呈较明显的矩形,且随着轮胎负荷及胎压的不同,对路面的作用力也发生不规则变化,呈现出非均匀分布。本文采用三维有限元分析方法,分析柔性基层和半刚性基层路面结构的层间接触条件不同时,在不同的车型荷载及其不同的荷载分布情形下路面结构应力响应的差异。分析结果显示,不同的层间接触条件会对沥青路面结构的力学响应产生很大的影响。 展开更多
关键词 非均匀分布 三维有限元 沥青路面 层间接触条件 应力响应
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考虑层间不同状态的沥青路面力学响应分析 被引量:44
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作者 薛亮 张维刚 梁鸿颉 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 EI CAS 2006年第4期575-578,共4页
目的为了定量研究层间滑移条件下沥青路面结构力学响应.方法通过定义滑移系数来准确模拟层间不同的连接状态,分析了同一沥青路面在优、中、差三种接触条件下力学响应的变化,以及分析在不同滑动条件下基层回弹模量变化对沥青路面受力... 目的为了定量研究层间滑移条件下沥青路面结构力学响应.方法通过定义滑移系数来准确模拟层间不同的连接状态,分析了同一沥青路面在优、中、差三种接触条件下力学响应的变化,以及分析在不同滑动条件下基层回弹模量变化对沥青路面受力的影响.结果层间连接条件由优良转差后,弯沉和最大剪应力增长了近20%、沥青层层底由受压状态变为受拉状态.基层回弹模量增加,均能有效减少沥青层层底拉应力,但同时导致沥青层内竖向压应力和剪应力过大增长。使出现车辙的概率增加.结论在沥青路面设计和施工时应做好黏结层,避免层间滑动的出现.同时将基层模量控制在合理的范围1000~1200MPa内. 展开更多
关键词 层间滑移 滑移系数 沥青路面 力学响应
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不同车型非均布轮载作用力对沥青路面结构应力影响的三维有限元分析 被引量:31
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作者 胡小弟 孙立军 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期1-5,共5页
轮胎与路面的接地形状呈较明显的矩形 ,且随着轮胎负荷及胎压的不同 ,对路面的作用力也发生不规则变化 ,呈现出非均匀分布。本文采用三维有限元分析方法 。
关键词 非均匀分布 三维有限元 沥青路面 力学响应
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三类沥青路面结构力学响应的对比分析 被引量:41
5
作者 申爱琴 张艳红 +2 位作者 郭寅川 台电仓 吴超凡 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1-7,共7页
针对半刚性基层、柔性基层及复合式基层沥青路面的不同力学分布特征,以京津塘高速公路改扩建工程为依托,采用壳牌设计软件BISAR 3.0为计算工具,并用Mathlab 7.0软件将三类沥青路面结构、各主要力学响应量进行三维化处理,并对力学响应分... 针对半刚性基层、柔性基层及复合式基层沥青路面的不同力学分布特征,以京津塘高速公路改扩建工程为依托,采用壳牌设计软件BISAR 3.0为计算工具,并用Mathlab 7.0软件将三类沥青路面结构、各主要力学响应量进行三维化处理,并对力学响应分布进行了比较分析。结果表明:从路面整体受力的角度看,复合式基层沥青路面的各项力学响应均介于柔性基层沥青路面及半刚性基层沥青路面之间;复合式基层沥青路面较柔性基层沥青路面及半刚性基层沥青路面有较大的力学优势。 展开更多
关键词 道路工程 沥青路面 半刚性基层 柔性基层 复合式基层 力学响应
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三向非均布移动荷载作用下沥青路面动力响应分析 被引量:41
6
作者 董泽蛟 谭忆秋 欧进萍 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期122-130,共9页
传统的路面力学分析中将车辆荷载假定为双圆均布静态荷载,无法模拟轮胎-路面交互作用过程中车辆荷载的非均布移动特性。首先,考虑非均布移动荷载幅值的非线性时程变化和非均匀空间分布以及作用位置的变化,基于车辆轴载实测结果的等效换... 传统的路面力学分析中将车辆荷载假定为双圆均布静态荷载,无法模拟轮胎-路面交互作用过程中车辆荷载的非均布移动特性。首先,考虑非均布移动荷载幅值的非线性时程变化和非均匀空间分布以及作用位置的变化,基于车辆轴载实测结果的等效换算,建立三向非均布移动荷载的数字模型;而后,基于室内路面材料动态模量试验结果,建立非均布移动荷载作用下沥青路面瞬态动力分析三维有限元模型。并基于光纤光栅传感器现场实测结果,验证数值模拟分析的合理性;最后,给出沥青路面非均布移动荷载作用下动力响应的空间分布和时程变化规律。结果表明,传统的静力分析无法反映路面结构响应的波动性以及正、负交变特性;沥青面层内部横向应变为拉、压应变并存;中面层出现剪应力与剪应变集中现象,路面力学分析中应考虑荷载的非均布移动特性。 展开更多
关键词 沥青路面 动力响应 三向非均布移动荷载 有限元模拟 现场实测
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考虑非均布轮载效应时超载对沥青路面结构的力学影响 被引量:29
7
作者 胡小弟 孙立军 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期32-36,共5页
超载是中国公路上普遍存在的现象 ,而且超载时轮胎接地压力往往表现出非均匀分布特性 ,这将对路面结构产生很不利的影响。采用三维有限元分析方法 ,分析了柔性基层和半刚性基层的沥青路面结构 ,在不同的超载量情形下路面结构应力响应的... 超载是中国公路上普遍存在的现象 ,而且超载时轮胎接地压力往往表现出非均匀分布特性 ,这将对路面结构产生很不利的影响。采用三维有限元分析方法 ,分析了柔性基层和半刚性基层的沥青路面结构 ,在不同的超载量情形下路面结构应力响应的差异。 展开更多
关键词 沥青路面 超载 应力响应 非均匀分布 三维有限元
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路面结构动力响应分析 被引量:23
8
作者 郝大力 王秉纲 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期9-12,共4页
根据结构动力分析理论 ,建立有限元模型 ,研究确定了模拟路面瞬态响应的求解策略 ,通过数值计算 ,对 FWD荷载和车轮荷载作用下的层状体系路面结构响应的一般规律进行分析 ,得到一些有益的结论。
关键词 路面 动力响应 有限元 人工边界 FWD 层状体系
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非均布水平及竖向力下沥青路面力学响应分析 被引量:17
9
作者 胡小弟 孙立军 胡德亮 《华中科技大学学报(城市科学版)》 CAS 2004年第1期20-24,共5页
轮胎与路面的接地形状呈较明显的矩形,且随着轮胎负荷及胎压的不同,对路面的竖向作用力发生不规则变化,为非均匀分布;当车辆制(启)动时,产生的水平力也应是非均匀分布的.采用三维有限元分析方法,分析了柔性基层和半刚性基层路面结构,在... 轮胎与路面的接地形状呈较明显的矩形,且随着轮胎负荷及胎压的不同,对路面的竖向作用力发生不规则变化,为非均匀分布;当车辆制(启)动时,产生的水平力也应是非均匀分布的.采用三维有限元分析方法,分析了柔性基层和半刚性基层路面结构,在不同的车型荷载及其不同荷载分布情形下力学响应的差异. 展开更多
关键词 沥青路面 应力响应 非均匀分布 水平力 竖向力 三维有限元
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沥青路面结构在非均布荷载作用下的三维有限元分析 被引量:26
10
作者 胡小弟 孙立军 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期15-20,共6页
轮胎与路面的接地形状更接近于矩形 ,且对路面的作用力也呈现出非均匀分布。采用三维有限元分析工具 ,分析了不同的沥青路面结构在不同车型及其不同荷载量、不同作用力分布形式下的力学响应分析。结果表明 :荷载的非均布特性对沥青路面... 轮胎与路面的接地形状更接近于矩形 ,且对路面的作用力也呈现出非均匀分布。采用三维有限元分析工具 ,分析了不同的沥青路面结构在不同车型及其不同荷载量、不同作用力分布形式下的力学响应分析。结果表明 :荷载的非均布特性对沥青路面结构的力学影响 ,要远大于均匀分布 ;从受剪特性来看 ,轻型货车对路面结构的影响 ,特别是当其超载时 ,是不容忽视的 ;路面结构的弯沉值并不能反映出路面结构的抗剪能力 ,相反 ,当路表弯沉越小 ,表现出路面整体强度越强时 ,其面层所承受的最大剪应力可能更大。 展开更多
关键词 沥青路面 非均布荷载 三维有限元分析 路面结构 应力响应
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轴载与速度对半刚性沥青路面动力响应的影响 被引量:28
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作者 董忠红 吕彭民 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期32-36,共5页
为了研究实际车辆荷载下半刚性基层沥青路面动力响应的规律,在修筑的试验路段上,以重型运输车辆为加载设备,通过检测运动车辆下面层底部的纵向动应变和横向动应变,分析车辆轴载和速度对路面结构动态响应的影响。研究结果表明:不论是横... 为了研究实际车辆荷载下半刚性基层沥青路面动力响应的规律,在修筑的试验路段上,以重型运输车辆为加载设备,通过检测运动车辆下面层底部的纵向动应变和横向动应变,分析车辆轴载和速度对路面结构动态响应的影响。研究结果表明:不论是横向应变还是纵向应变,均既有拉应变状态,又有压应变状态;随着车辆行驶速度的提高,各应变分量都基本呈下降趋势,但在车辆行驶速度超过40 km/h后,变化明显减小;动应变与轴载基本呈线性关系;进行路面结构动态设计时,不但要考虑面层底部拉应变的作用,而且要考虑压应变的作用;在疲劳寿命试验时,应考虑应变比的影响,应变比不仅与速度有关,还与轴载有关。 展开更多
关键词 道路工程 沥青路面 半刚性基层 动力响应 重载车辆 轴载
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路面对车辆动载响应研究 被引量:16
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作者 陈静 刘大维 +1 位作者 霍炜 陈秉聪 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期11-14,共4页
针对结构为沥青混合料面层、粒料基层和土基层的 3层柔性路面体系 ,建立了路面在车辆动载作用下的有限元分析模型 ,并应用 ANSYS有限元分析软件对层状路面在动载作用下路面的动态响应进行了三维有限元分析。结果表明 ,路面的疲劳破坏是... 针对结构为沥青混合料面层、粒料基层和土基层的 3层柔性路面体系 ,建立了路面在车辆动载作用下的有限元分析模型 ,并应用 ANSYS有限元分析软件对层状路面在动载作用下路面的动态响应进行了三维有限元分析。结果表明 ,路面的疲劳破坏是动载引起的水平应力、横向应力和垂直应力共同作用的结果 ,水平应力的交变变化是使路面产生疲劳破坏的主要因素。最大水平拉应力和最大横向拉应力在沥青层底部与粒料基层的结合处产生 ,最大水平拉应变与最大横向拉应变在粒料基层底部与土基的结合处产生。 展开更多
关键词 沥青路面 层状体系 有限元分析 动态响应 动载响应 车辆
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移动荷载作用下沥青路面的动力响应分析 被引量:22
13
作者 舒富民 钱振东 《交通运输工程与信息学报》 2007年第3期90-95,共6页
不考虑行车动荷载对路面影响的传统沥青路面设计方法存在诸多弊端,本文运用三维有限元动力学基本方法,建立了移动荷载作用下沥青路面结构的三维仿真模型,对移动荷载作用下路面的各力学指标做了响应分析,最后比较了车速对各力学指标的影... 不考虑行车动荷载对路面影响的传统沥青路面设计方法存在诸多弊端,本文运用三维有限元动力学基本方法,建立了移动荷载作用下沥青路面结构的三维仿真模型,对移动荷载作用下路面的各力学指标做了响应分析,最后比较了车速对各力学指标的影响规律,发现随着车速的提高,沥青路面的各力学指标的动态响应峰值均减小。 展开更多
关键词 沥青路面 三维有限元 移动荷载 动力响应
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车辆荷载下沥青路面动力响应随机特性及可靠性分析 被引量:24
14
作者 刘小云 史春娟 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期49-55,共7页
为了研究车辆随机荷载作用下沥青路面的动力响应,建立了车辆随机振动模型和车辆随机激励下基层-面层双粘弹性沥青路面动力响应模型,并采用Fourier变换与小波变换相结合的新方法求得了路面随机响应解析解。根据实际车辆参数及道路参数,... 为了研究车辆随机荷载作用下沥青路面的动力响应,建立了车辆随机振动模型和车辆随机激励下基层-面层双粘弹性沥青路面动力响应模型,并采用Fourier变换与小波变换相结合的新方法求得了路面随机响应解析解。根据实际车辆参数及道路参数,以路面不平度为初始激励,仿真得到了车辆随机荷载的功率谱密度函数和自相关函数,分析了沥青路面在车辆荷载下的随机动力响应特性,计算了沥青路面动力响应的主要数字特征函数,同时还对沥青路面随机动力响应进行了可靠性设计。结果表明:沥青路面动力响应的均值函数与路面等级无关,而自相关函数、功率谱密度函数及标准差均随着路面等级的下降而增加;采用提出的方法确定不同可靠度下不同等级沥青路面的动力响应值,可避免采用静载荷作为路面设计荷载的不合理性,为沥青路面的可靠性设计与分析提供参考。 展开更多
关键词 道路工程 沥青路面 FOURIER变换 动力响应 随机特征 可靠度
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飞机-道面-土基动力耦合系统有限元分析 被引量:12
15
作者 许金余 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1994年第1期77-84,共8页
本文将飞机-道面-土基作为一个相互作用的动力系统,对飞机滑行情况下,弹性半空间地基上刚性道面板的动响应,采用有限元法进行了计算分析。结果表明,本文计算结果与现场实测值吻合很好。由于考虑了飞机和道面之间的耦合作用,避免... 本文将飞机-道面-土基作为一个相互作用的动力系统,对飞机滑行情况下,弹性半空间地基上刚性道面板的动响应,采用有限元法进行了计算分析。结果表明,本文计算结果与现场实测值吻合很好。由于考虑了飞机和道面之间的耦合作用,避免了实测飞机对道面作用荷载的繁琐工作,因此本文方法具有明显的实用意义。 展开更多
关键词 飞机 道面 动响应 相互作用 动力学
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移动荷载作用下柔性路面的动力响应 被引量:14
16
作者 张洪亮 胡长顺 许伟清 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期6-10,共5页
将车辆荷载的接地形状简化为矩形,将柔性路面视作多层粘弹性半空间体,并考虑路基材料对应变幅的依赖性,采用修正的平面应变模型,用传递矩阵配拉氏变换和傅立叶变换法,对移动的平稳荷载作用下柔性路面的动力响应进行了分析,得到了柔性路... 将车辆荷载的接地形状简化为矩形,将柔性路面视作多层粘弹性半空间体,并考虑路基材料对应变幅的依赖性,采用修正的平面应变模型,用传递矩阵配拉氏变换和傅立叶变换法,对移动的平稳荷载作用下柔性路面的动力响应进行了分析,得到了柔性路面任意深度处的应力和位移,并将理论计算结果用模型试验进行了验证。结果表明,移动荷载作用下柔性路面的动力响应分析方法结果正确,计算简单,便于应用。 展开更多
关键词 道路工程 柔性路面 动力响应 移动荷载 多层粘弹体系 传递矩阵 拉氏变换 傅立叶变换
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交通荷载作用下Kelvin地基上不平整路面的动力响应分析 被引量:18
17
作者 姚海林 卢正 +1 位作者 罗海宁 杨洋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期890-896,共7页
为了评价不平整路面在交通荷载作用下的动态响应,从路面几何不平整出发,假设路面不平整服从正弦函数曲线,并把1/4车身结构简化为2个自由度振动体系,得到了不平整路面上的动荷载表达式。又将此荷载模式看成是作用在Kelvin地基上无限大路... 为了评价不平整路面在交通荷载作用下的动态响应,从路面几何不平整出发,假设路面不平整服从正弦函数曲线,并把1/4车身结构简化为2个自由度振动体系,得到了不平整路面上的动荷载表达式。又将此荷载模式看成是作用在Kelvin地基上无限大路面板表面的移动矩形荷载,采用双重Fourier变换方法得到了不平整无限大路面板竖向位移的积分形式解,此解析解可以退化为静荷载作用下的经典解答。并利用快速傅立叶变换(FFT)方法得到了数值计算结果。分析了荷载速度,路面不平整波长、不平整幅值以及地基阻尼和地基刚度对板的动力响应的影响。结果表明,板竖向位移的分布受荷载移动速度的影响;位移幅值随着路面不平整波长和荷载速度的变化出现2个峰值;路面不平整使得位移峰值出现滞后现象,且不平整波长越小或不平整幅值越大,滞后现象越明显。 展开更多
关键词 交通荷载 不平整路面 双重Fourier变换 动力响应
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基于路面破坏响应的差异沉降控制标准 被引量:16
18
作者 程兴新 王选仓 高志伟 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期31-34,共4页
针对高速公路路基差异沉降引起的路面破坏问题,经过路面结构力学响应分析,建立差异沉降控制标准,对路基施工质量进行控制,防止路面开裂。通过对路面结构有限元模型施加初始位移边界条件,模拟差异沉降对路面结构的影响;对不同差异沉降作... 针对高速公路路基差异沉降引起的路面破坏问题,经过路面结构力学响应分析,建立差异沉降控制标准,对路基施工质量进行控制,防止路面开裂。通过对路面结构有限元模型施加初始位移边界条件,模拟差异沉降对路面结构的影响;对不同差异沉降作用下路面结构附加应力进行分析,综合考虑路面材料抗弯拉强度与结构层抗疲劳破坏性能,提出了基于路面破坏响应的差异沉降控制标准。结果表明:只考虑路面材料抗弯拉强度时,以变坡率0.23%作为沉降控制标准;考虑结构层抗疲劳破坏性能时,以变坡率0.58%作为差异控制标准,综合考虑二者共同影响时,以变坡率0.37%作为差异控制标准,相应的路基横向与纵向沉降控制值分别为4.5 cm和7.5 cm。 展开更多
关键词 道路工程 差异沉降 控制标准 有限元法 路面结构 破坏响应
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层间接触条件对沥青路面力学响应的影响 被引量:17
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作者 张艳红 王晓帆 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期7-11,33,共6页
中国现行沥青路面设计以路表弯沉、沥青层底及半刚性层底拉应力为设计指标,层间条件假定完全连续。实践中路面分层修筑,层间不完全连续,对路面结构受力状态影响甚大。以京津塘高速公路改扩建工程为依托,假定层间完全连续与层间不完全连... 中国现行沥青路面设计以路表弯沉、沥青层底及半刚性层底拉应力为设计指标,层间条件假定完全连续。实践中路面分层修筑,层间不完全连续,对路面结构受力状态影响甚大。以京津塘高速公路改扩建工程为依托,假定层间完全连续与层间不完全连续2种状态,以壳牌计算软件Bisar 3.0和数值软件Matlab 7.0分析了3类常见沥青路面在2种层间接触条件下的三维力学响应分布及最不利受荷点。结果表明:层间结合不连续导致结构内应力、应变骤增;各类路面在不同层间状态下出现最大应力及应变的位置不同;2种层间条件下复合式路面的响应均居于柔性与半刚性路面之间;路面结构设计时,应在现行规范的基础上,对层间不完全连续状态下指定点位处的力学指标进行验算,为路面在运营期内的可靠度分析提供依据。 展开更多
关键词 道路工程 沥青路面 层间结合条件 力学响应 剪应力 拉应变
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基于光纤光栅的沥青路面状态的实时监测 被引量:15
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作者 王海朋 谭忆秋 +2 位作者 董泽蛟 温佳宇 武昊翔 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2186-2191,共6页
为了给沥青路面结构响应监测找到科学有效的测试手段,本文进行了沥青路面响应光纤Bragg光栅(FBG)实时监测的研究。应用单轴压缩试验对采用的FBG传感器进行标定,得到了标定方程。基于提出的沥青路面FBG传感器埋设方法,在沥青路面成功埋设... 为了给沥青路面结构响应监测找到科学有效的测试手段,本文进行了沥青路面响应光纤Bragg光栅(FBG)实时监测的研究。应用单轴压缩试验对采用的FBG传感器进行标定,得到了标定方程。基于提出的沥青路面FBG传感器埋设方法,在沥青路面成功埋设了FBG传感器。将静载监测结果与BISAR 3.0程序计算结果进行了比较。对不同轴重、不同汽车行驶速度及不同温度条件下的沥青路面结构动力响应进行了实时监测。结果表明,提出的沥青路面FBG传感器埋设方案可使传感器的成活率达到87%;静载实测结果与计算结果较为接近,FBG监测结果有效且能准确反映沥青路面各工况下的应变时程;当车速降低8km/h时,路面应变响应降低达100με以上;而路面温度增长8℃,路面的竖向变形增长了近200με。 展开更多
关键词 光纤Bragg光栅(FBG) 沥青路面 响应 监测
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