本文關鍵詞：車輛正常通行下道路彎沉與承載能力檢測新技術研究

  更多相關文章： 不平整度 車—路耦合響應模型 路表彎沉 基頂當量回彈模量 道路承載能力

【摘要】：彎沉是反映道路整體變形的重要參數(shù),是工程質量控制與道路維護評價的依據(jù)。道路彎沉的檢測技術從最初的貝克曼梁技術,歷經(jīng)自動彎沉技術、落錘彎沉技術到目前最先進的激光彎沉技術;但貝克曼梁技術工作效率低,自動彎沉技術和落錘彎沉技術安全可靠性差,激光彎沉技術價格昂貴且檢測效果仍待驗證。為此本文提出在車輛正常通行狀態(tài)下進行道路彎沉與承載能力檢測評估的新方法,通過將智能傳感器布置在既不影響車輛正常通行又能有效反映道路變形特征的位置采集數(shù)據(jù),并結合車路耦合系統(tǒng)的理論研究、數(shù)值模擬以及建立的相關分析模型,最終實現(xiàn)了道路承載能力評估。本文在河北省交通科學基金資助下,完成的主要工作與成果如下:1、利用ANSYS仿真生成A、B、C、D級道路對應的不平整度,結合車輛動力學方程建立車輛仿真模型,最后代入A、B、C、D級道路的不平整度,算出相應工況下的車輛隨機荷載。2、基于修正的雙參數(shù)地基理論,利用ANSYS生成道路結構模型,再將生成的車輛隨機荷載作用在已建好的道路結構模型上,實現(xiàn)了車-路耦合響應模型的分析。3、基于已建的車-路耦合響應模型,分別探討車輛軸載、行車速度、道路結構層模量和道路結構層厚度對路表彎沉的影響規(guī)律,再通過豐富的有限元模型計算和回歸分析建立A、B、C、D級道路的路表彎沉計算公式,最后建立了基于路表彎沉的基頂當量回彈模量的分析模型,并結合道路承載能力的分級標準實現(xiàn)道路承載能力評估。4、通過HTML和JAVASCRIPT平臺研制了基于道路彎沉的道路承載力評估分析軟件,應用該軟件只要輸入實測的路表彎沉值即可給出道路承載能力的評估指標。5、將研究成果應用于某新建道路檢測,對實測的加速度信號經(jīng)濾波和積分處理得到實測的路表彎沉,將路表彎沉值等信息輸入分析軟件,得到基頂當量回彈模量的實測值為240.93179 MPa,模量指數(shù)為0.93006,基頂當量回彈模量的實測值與設計值較為接近,誤差7%左右。該工程實例驗證了本文分析模型的可靠性和有效性。
【關鍵詞】：不平整度 車—路耦合響應模型 路表彎沉 基頂當量回彈模量 道路承載能力
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U418
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景和意義11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本文研究的主要內容14-16
• 第二章 車輛通行下道路承載能力評估的理論分析16-25
• 2.1 道路不平整度理論16-19
• 2.1.1 路面不平整度及其功率譜密度16-17
• 2.1.2 路面不平整度求解17-19
• 2.2 車輛振動模型及方程19-20
• 2.3 瀝青路面的方程求解20-22
• 2.4 車路耦合系統(tǒng)振動方程的求解22
• 2.5 承載能力評估指標22-24
• 2.5.1 當量厚度轉換22
• 2.5.2 基頂回彈模量計算[71]22-23
• 2.5.3 承載能力評估23-24
• 2.6 本章小結24-25
• 第三章 瀝青路面的路表彎沉及承載能力研究25-69
• 3.1 基于隨機荷載的瀝青路面有限元方程25-27
• 3.1.1 [M]求解25-26
• 3.1.2 [C]求解26-27
• 3.2 基于隨機荷載的瀝青路面有限元模型27-28
• 3.3 A級平整度路表彎沉值影響因素與計算公式28-38
• 3.3.1 面層厚度對路表彎沉值的影響28
• 3.3.2 面層模量對路表彎沉值的影響28-29
• 3.3.3 路基模量對路表彎沉值的影響29-30
• 3.3.4 汽車軸載對路表彎沉值的影響30
• 3.3.5 行車速度對路表彎沉值的影響30-31
• 3.3.6 路表彎沉值公式的計算31-37
• 3.3.7 基頂當量回彈模量公式的計算37-38
• 3.4 B級平整度路表彎沉值影響因素與計算公式38-48
• 3.4.1 面層厚度對路表彎沉值的影響38
• 3.4.2 面層模量對路表彎沉值的影響38-39
• 3.4.3 路基模量對路表彎沉值的影響39-40
• 3.4.4 汽車軸載對路表彎沉值的影響40
• 3.4.5 行車速度對路表彎沉值的影響40-41
• 3.4.6 路表彎沉值公式的計算41-47
• 3.4.7 基頂當量回彈模量公式的計算47-48
• 3.5 C級平整度路表彎沉值影響因素與計算公式48-58
• 3.5.1 面層厚度對路表彎沉值的影響48
• 3.5.2 面層模量對路表彎沉值的影響48-49
• 3.5.3 路基模量對路表彎沉值的影響49-50
• 3.5.4 汽車軸載對路表彎沉值的影響50
• 3.5.5 行車速度對路表彎沉值的影響50-51
• 3.5.6 路表彎沉值公式的計算51-57
• 3.5.7 基頂當量回彈模量公式的計算57-58
• 3.6 D級平整度路表彎沉值影響因素與計算公式58-67
• 3.6.1 面層厚度對路表彎沉值的影響58
• 3.6.2 面層模量對路表彎沉值的影響58-59
• 3.6.3 路基模量對路表彎沉值的影響59-60
• 3.6.4 汽車軸載對路表彎沉值的影響60
• 3.6.5 行車速度對路表彎沉值的影響60-61
• 3.6.6 路表彎沉值公式的計算61-67
• 3.6.7 基頂當量回彈模量公式的計算67
• 3.7 基于路表彎沉的瀝青路面承載能力67-68
• 3.8 本章小結68-69
• 第四章 軟件編寫及實例測試69-80
• 4.1 編程語言簡介69
• 4.2 分析軟件主界面69-71
• 4.3 基頂當量模量設計值算法編寫71-75
• 4.4 基頂當量模量實測值算法編寫75-76
• 4.5 承載能力評估算法編寫76-77
• 4.6 實例測試77-79
• 4.7 本章小結79-80
• 第五章 結論與展望80-82
• 致謝82-83
• 參考文獻83-87
• 附錄A87-88
• 附錄B88-91
• 附錄C91-92
• 附錄D92-95
• 附錄E95-96
• 附錄F96-99
• 附錄G99-100
• 附錄H100-103
• 作者簡介103

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本文編號：899088