BRT公交车制动状态下沥青路面结构受力行为研究

发布时间：2023-04-05 12:41

　　城市公共交通的快速发展促进了经济文化的交流,方便了市民的出行。BRT作为一种新型的公共交通有效的缓解了城市交通压力,也有利于城市空气质量的改善,然而沥青路面也随之产生车辙、开裂、唧泥等病害,这些病害关乎着行车舒适和行车安全等方面。深入研究沥青路面在温度场和动荷载作用下的力学响应和病害形成的原因对于提高沥青路面的使用性能有重要意义。本文以兰州BRT沥青路面为背景,利用ABAQUS有限元软件建立三维有限元模型,分析了沥青路面的温度场、温度应力以及温度场和移动荷载作用下的路面结构动力响应,探讨了沥青路面车辙和开裂的发展规律。主要工作总结如下:(1)分别选取兰州夏季和冬季典型的气象条件,计算路面结构温度场和温度应力分布,并且设置不同水平沥青混合料的热物理参数,包括热容量、太阳辐射吸收率、路面发射率,分析各物理参数变化对于夏季高温温度场分布的影响。研究表明增大沥青混合料的热容量和路面发射率,减小太阳辐射吸收率可以降低沥青路面的温度。(2)以兰州BRT车站附近区域为研究范围,调用Fortran语言编写的用户子程序DLOAD和UTRACLOAD模拟BRT制动进站过程,将夏季温度场结果文件导入三维有限...

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 沥青路面温度场研究现状
        1.2.2 路面动力学研究现状
        1.2.3 沥青路面车辙和研究现状
        1.2.4 路面开裂研究现状
    1.3 研究内容和技术路线
2 BRT沥青路面温度场与温度应力分析
    2.1 热力学相关原理
        2.1.1 温度场基本理论
        2.1.2 热传导理论
        2.1.3 沥青路面周期变温条件下的温度场边界形式
    2.2 有限单元法的基本原理和有限元软件简介
        2.2.1 有限单元法求解的基本步骤
        2.2.2 有限元软件简介
    2.3 沥青路面温度场模型
        2.3.1 有限元模型建立
        2.3.2 材料参数
        2.3.3 气象条件参数
        2.3.4 温度场模型建立流程
    2.4 夏季高温温度场分析
        2.4.1 夏季高温温度场
        2.4.2 高温温度场影响因素
    2.5 冬季低温温度场和温度应力分析
        2.5.1 冬季低温温度场
        2.5.2 冬季温度应力分析
    2.6 本章小结
3 BRT制动状态下沥青路面的动力响应和车辙分析
    3.1 相关理论和原理
        3.1.1 动力学分析理论
        3.1.2 黏弹性力学理论
    3.2 三维有限元模型建立
        3.2.1 动力响应分析模型
        3.2.2 车辙分析模型
    3.3 不同初始速度制动进站对沥青路面的受力影响
        3.3.1 路面典型设计指标分析
        3.3.2 正应力分析
        3.3.3 剪应力分析
    3.4 连续变温条件下BRT沥青路面车辙分析
        3.4.1 车辙随初始速度变化规律
        3.4.2 车辙随水平系数变化规律
        3.4.3 面层各结构层车辙变化规律
    3.5 本章小结
4 BRT制动状态下沥青路面表面裂缝扩展分析
    4.1 断裂力学理论
        4.1.1 断裂力学理论
        4.1.2 动态应力强度因子计算
    4.2 三维有限元模型建立
    4.3 纵向表面裂缝应力强度因子分析
        4.3.1 不同初始速度
        4.3.2 不同温度场
        4.3.3 不同水平荷载系数
    4.4 横向表面裂缝应力强度因子分析
        4.4.1 不同初始速度
        4.4.2 不同温度场
        4.4.3 不同水平荷载系数
    4.5 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3783432