基于连续变温的沥青路面车辙模拟分析

针对车辙产生的外部影响因素(温度、荷载),在对典型路面结构温度场分析以及材料特性试验的基础上,采用合理的车辙计算模型和考虑连续变温的模拟分析方法,利用ABAQUS模拟分析了不同温度场、不同接地压力下车辙的变化规律.结果表明:通过路面温度场的引入和定义材料参数随温度场变化,利用连续变温的路面车辙模拟分析方法可以更加符合实际的进行车辙模拟分析;车辙主要产生于平均气温高于20℃的高温季节的高温时段;在温度条件和累积作用时间相同的情况下,车辙量随接地压力的增大而增加,且基本成线性增长关系,而实际车辆超载时,路面车辙将呈非线性显著增大.     

LY抗车辙剂在特殊环境下的混合料性能

为了验证LY抗车辙剂对沥青混合料高温性能的改善效果,以LY抗车辙剂、克拉玛依90#沥青、SBS(1-C)改性沥青和玄武岩为试验材料,选取AC-16C矿料级配拌制沥青混合料,分别研究高温重载、高温浸水和不同碾压次数等较苛刻条件下掺加LY抗车辙剂的不同沥青混合料类型的抗车辙性能.研究结果表明:混合料高温性能通过动稳定度来表征,得出在高温有水及高温重载条件下,LY抗车辙剂对提高混合料的抗车辙性能效果显著;碾压次数的适当增加可以提高LY抗车辙剂混合料的动稳定度,但是对于添加0.4%LY改性沥青混合料,增大碾压次数并不能显著提高高温性能,当碾压次数为36次时,该混合料的高温抗车辙性能最好.     

抗车辙剂和SBS对热拌沥青混合料高温与低温性能的影响

车辙和开裂是沥青路面的主要病害形式,采用外加剂改善沥青路面的高温与低温性能是防治车辙和开裂的主要措施.本文在不同温度、不同含量抗车辙剂和SBS改性剂试验条件下,采用连续密级配(AC-13、AC-16)和间断级配(SMA-13、SMA-16)两类级配进行高温车辙和低温小梁弯曲试验,对沥青混合料高温和低温性能的影响进行评价.试验结果表明:沥青混合料中添加0.4%抗车辙剂或5%SBS改性剂时,其高温和低温稳定性表现最佳.其中,0.4%抗车辙剂在改善沥青混合料高温变形能力方面优于5%SBS改性剂,而在改善低温抗裂性方面效果不及后者.间断级配沥青混合料的高温稳定性与低温抗裂性优于连续密级配沥青混合料.     

基于均匀设计沥青路面抗车辙分析

车辙是沥青路面主要破坏形式之一.研究表明传统的线弹性层状体系可以作为模拟车辙的分析模型.选作沥青基层顶层压应变作为力学响应指标.采用均匀分析方法,合理设计计算次数,有效地获得力学响应,分析层厚和模量对沥青路面抗车辙能力的影响.为提高沥青路面的抗车辙能力提供参考.     

基于侧向位移法的沥青路面抗车辙影响因素

为分析当前高速公路严重车辙路段流动性车辙的影响因素,建立了沥青路面三维有限元模型.以沥青层的侧向(横向)位移为评价指标,分析了不同沥青层材料、不同沥青层结构组合及不同基层形式对流动性车辙产生的影响.给出了减少流动性车辙产生的对策;提出了沥青结构层协调组合设计的理念;指出了级配碎石联结层的使用不仅会减少高温下沥青上、中面层的侧向流动变形趋势,还会减小上、中面层的横向位移.     

沥青路面车辙预估方法的研究

以我国半刚性基层沥青路面车辙损坏为研究对象，在分析车辙的形成机理和车辙主要影响因素的基础上，通过半经验一半理论的分析方法，并结合大量的不同温度、不同压力、不同厚度的车辙试验、抗剪试验以及车辙试验剪应力的计算，提出了适用于我国半刚性基层沥青路面的车辙预估模型，并采用最小二乘法确定了预估模型参数，对沥青路面的设计和有效防止车辙损坏具有重要意义．     

抗车辙的沥青路面设计问题探讨——基于车辙试验的车辙预估研究

鉴于按照现行沥青路面和沥青混合料设计法所设计的路面,难以保证道路在交通荷载、气候条件的共同作用下不出现过量车辙,本文提出了采用车辙试验,通过三维有限元程序计算确定材料永久变形参数,并在对现有沥青混合料高温变形的系统试验研究基础上,结合理论分析提出车辙预估模型,并对有关参数的确定作简要探讨.这样既能够避免单轴蠕变试验的不足,又能达到路面结构设计和材料组成设计的一体化,以期提出适合我国国情的车辙预估方法,为我国路面设计提供参考.     

沥青混合料轴向局部加载试验研究

轴向局部加载试验能模拟实际路面的受力特性,可以提供沥青混合料设计的性能参数.为确定其实验条件并提出能客观评价沥青混合料高温抗剪切性能的试验指标,在不同的试验条件下对不同混合料的圆柱形试件进行轴向局部加载试验.通过有限元分析和相关试验确定了轴向局部加载试验的合理试件尺寸和压头大小;通过轴向局部加载试验指标与车辙动稳定度的相关性分析确定了试验温度和加载速率,并提出评价沥青混合料高温性能的力学参数.结果表明:60℃条件下采用40mm压头、50mm/min的加载速率的轴向局部加载试验得到的破坏模量与车辙试验结果具有很好的相关性,可以充分反映沥青混合料的高温性能.     

沥青路面车辙发生的机理分析

为了更加形象地模拟车轮与路面的实际作用情况,文中采用有限元数值分析方法,建立了路面在非均布力作用下的有限元模型。通过对荷载作用下沥青路面在不同材料参数、边界条件下的最大剪应力分析,得到了不同情况下沥青路面的最不利受力位置,从而为沥青路面车辙产生的机理分析提供参考,为路面结构和材料设计提供理论依据。     

沥青路面车辙病害分析与处理对策研究

在高温条件或荷载作用下，沥青路面会产生变形，其中不能恢复的部分形成车辙病害。如果得不到及时、恰当的维修，路面车辙病害将加剧路况的恶化，直接威胁行车安全，也会大大缩短沥青路面使用寿命。由于沥青混合料的粘弹特性、车辙形成的复杂性、影响因素的多样性以及高速公路对安全运营与维修的高要求，沥青路面车辙病害的分析与处理已成为世界性难题，如何防治沥青路面的车辙病害也已成为公路技术人员面临的重要研究课题。由于炎热气候条件与繁重的交通条件，高温车辙也一直是广东省高等级公路沥青路面的最主要破坏形式，某些路段通车不久就出现了严重的车辙，给有关单位造成了极大的经济损失与极坏的社会影响。     

沥青面层的车辙等效温度

分析了沥青面层车辙寿命与面层温度的均值和梯度的相互关系,讨论了沥青面层压应力分布规律.根据全国90个地区多年的路面温度场数据,对沥青面层车辙等效温度进行了计算和分析,总结了沥青面层准车辙等效温度与年均气温、月均气温的年极差之间的回归关系,据此推算得到了全国738个地区的沥青面层基准车辙等效温度值,并绘制了可供设计采用的全国沥青面层基准车辙等效温度等值图,归纳了非基准条件的各因素对沥青面层车辙等效温度的影响规律,给出了它们的近似计算式.最后,通过对比分析,验证了沥青面层车辙等效温度计算方法和结果的可靠性.     

埋入式温差发电系统设计与试验

为解决沥青路面无线传感器应用中电池供电寿命限制的问题,提出了一种利用沥青路面内部热能的埋入式温差发电系统。建立了反映沥青路面温度场分布的有限元分析模型;并搭建了沥青车辙板与埋入式温差发电系统的模型实验平台,通过热载荷模拟和实验分析对系统性能进行了研究。结果表明,埋入式温差发电系统可产生有效的输出电压;随着压强载荷的增加,系统的输出性能显著提升,而提升车辙仪的速度会降低系统的输出性能;在同一温度载荷下,压强对系统的影响程度大于行车仪速度的影响。     

考虑接触面局部散热的湿式离合器摩擦片滑摩温升特性

湿式离合器摩擦元件摩擦温升状态与车辆性能息息相关.首先考虑沟槽冷却、接触面局部散热和摩擦因数实时变化,引入了副间等效对流换热系数和等效增益系数,优化了温度场数值模型.通过有限差分法进行求解,并试验验证了有效性,比原模型具有更高的准确性.在滑摩稳定期,应用滑摩温度场优化模型分析了转速、油压对温度场的影响规律.用试验方法研究了润滑流量对滑摩温升特性的影响规律,并测得了变形失效过程的温升特性变化.      

车辙等效温度确定方法探讨

沥青混合料是一种典型的粘弹性材料,其变形对温度的变化非常敏感,因此,在车辙预估问题中,温度是最重要的参数之一.采用车辙等效原则是确定温度参数的有效途径.为此,系统地总结了目前国内外典型的车辙等效温度计算方法,分析了各种方法的优缺点,提出了一种新的计算车辙等效温度的思路.进而结合路面温度场预估模型,采用2003年上海地区平均每小时的气象数据对各种方法进行了验证,最后提出了确定车辙等效温度的合理建议,为以后沥青路面车辙预估研究及室内试验提供了参考.     

南京长江第四大桥钢箱梁铺装层温度影响系数分析

为了减少现有的钢桥面铺装层车辙深度预估的误差,提出基于长期实测数据的钢桥面铺装车辙评估模型的温度影响系数计算公式。首先对南京长江第四大桥的实测温度概率统计后采用双高斯函数表征其分布;在此基础上修正了现有车辙评估模型中的温度影响系数公式,并利用车辙实测数据对车辙评估模型计算值进行验证。研究结果表明:钢箱梁复合浇筑式铺装层温度可通过双高斯分布描述其概率分布;计入温度影响系数的车辙深度与实际车辙值之间误差较小,相对误差为15.2%。     

半导体制冷系统电极非稳态温度场的数值分析

针对热电制冷系统中电偶极在电场与温度场的耦合作用下非稳态温度变化特性 ,重新推导和分析了热电制冷过程的微分方程式 ,进行了数值模拟和计算 ;详细地分析了几个非稳态工况对冷端温度影响的因素 ;通过对其非稳态数值的模拟和分析 ,得出了热电制冷系统的冷热端在非稳态过程中的基本变化规律     

基于侧向位移法的沥青层流动性车辙分析

为分析高速公路严重车辙路段流动性车辙形成的原因,建立了沥青路面3维有限元模型,提出以沥青层的侧向(横向)位移发展趋势分析法代替传统的竖向位移分析方法.分析结果表明,基于沥青层横向位移发展趋势的车辙变形评价方法能够简单清楚地解释沥青路面流动性车辙形成的方式和原因,指出当沥青上中面层结构组合不协调时,沥青上面层极易出现侧向流动失稳变形.     

沥青路面辙形成规律环道试验研究

沥青路面车辙是影响路面使用性能的重要因素之一。本文通过室内环道试验,探讨车辙影响因素及预故模型,并提出了不同保证率下的沥青路面车辙预故模型。