水泥混凝土道面面層結(jié)構(gòu)影響因素的有限元分析

[摘 要] 利用ansys12.0有限元軟件建立考慮層間接觸條件的水泥混凝土道面三維實(shí)體模型，主要分析了面層厚度、寬度、彈性模量等因素對(duì)道面板在車(chē)輛荷載作用下的影響規(guī)律，研究結(jié)果表明道面板厚度和彈性模量對(duì)板底最大拉應(yīng)力和板面最大位移具有較大影響，而面板寬度的影響則是十分有限的。

[關(guān)鍵詞] ansys；水泥混凝土道面；面層結(jié)構(gòu)；有限元分析

[中圖分類(lèi)號(hào)] U416.217 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1003-1324（2012）-05-0097-03

0 引言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路建設(shè)正處在一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。目前，在我國(guó)高等級(jí)公路、城鄉(xiāng)道路建設(shè)中，水泥混凝土道面占有很大比重。于此同時(shí)與道路相關(guān)的研究也已廣泛展開(kāi)，研究的重點(diǎn)主要集中在荷載和溫度作用對(duì)道面性能的影響、舊道面加厚設(shè)計(jì)、瀝青混凝土加鋪層反射裂縫控制、道面病害機(jī)理與防治等方面[1～4]。本文中主要利用有限元軟件ansys12.0建立水泥混凝土道面三維實(shí)體模型，分析混凝土面層在車(chē)輛荷載作用下應(yīng)力應(yīng)變的變化規(guī)律，以便為水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)和后期使用提供參考。

1 有限元模型

有限元模型主要有水泥混凝土面層、水泥穩(wěn)定碎石基層和土基三部分組成。假定各部分均是由各向同性的線彈性材料，其特性可以用彈性模量、泊松比、厚度等表征。混凝土板尺寸采用5m×4m的板，同時(shí)為反映半空間體的特征，基墊層和土基采用擴(kuò)大尺寸：8m×6m（如圖1所示），各部分材料參數(shù)見(jiàn)表1所示。

在路面溫度應(yīng)力分析中，各結(jié)構(gòu)層均采用8節(jié)點(diǎn)solide45單元建立三維實(shí)體模型，層間采用3D面-面接觸單元Contal174和Targe170單元建立連接。……