重型车辆—沥青路面系统动力响应研究

论文摘要

重型车辆对路面作用的振动冲击荷载以及沥青路面结构在该荷载下的动力响应是目前研究的热点,是进行车-路友好设计和路面结构动态设计的基础,是解释和解决现有多种沥青路面破坏问题的必要手段。采用理论研究与试验研究相结合的技术路线,对重型车辆和沥青路面动力响应进行系统研究。主要研究内容如下：1、重型车辆对路面作用的振动冲击荷载研究：采用多刚体系统动力学方法,建立二分之一车辆动力学模型,研究了路面不平度、轴重、速度和胎压对车辆动荷载的影响。2、移动荷载下粘弹性层状体系动力学模型：采用三维粘弹性微分型本构关系,结合小变形连续体的平衡方程和几何方程,建立移动荷载下粘弹性层状体系动力响应模型,通过野外现场试验的试验结果验证了模型的可靠性。3、半刚性基层沥青路面动力响应理论研究：建立移动荷载下半刚性基层沥青路面的动力学模型,分析路面结构动力响应的特点,结合野外现场试验结果,提出半刚性基层沥青路面动态设计的关键控制指标,研究了轴重、车辆速度、胎压和面层厚度对路面结构动力响应的影响。4、典型沥青路面结构动力响应理论研究：建立5种典型路面结构在移动车辆荷载作用下的动力学模型,对比分析不同路面结构的动力响应特点,提出各种路面结构动态设计时的关键控制指标。倒装结构动力性能较好,结构组成与半刚性基层结构相近,是一种比较适合于我国交通现状的路面结构。深入研究了轴重、速度、胎压和面层厚度对倒装结构动力响应的影响。5、沥青路面动力响应试验研究：综合分析路面结构施工环境和动力响应特点,研制开发动应变传感器。进行多层柔性体系动力响应室内试验研究和半刚性基层沥青路面动力响应野外现场试验研究。研究轴重和车辆速度对路面结构动力响应的影响,以及不同结构层的动力响应特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 常用路面设计方法
• 1.2.2 车辆动力学研究现状
• 1.2.3 沥青路面动力学研究现状
• 1.3 研究内容和技术路线
• 第二章 重型车辆动力响应
• 2.1 路面不平度和路面谱
• 2.2 路面对轮胎的激励
• 2.3 车辆动力学模型
• 2.4 主要动力参数
• 2.4.1 簧上质量与转动惯量
• 2.4.2 悬架参数
• 2.4.3 轮胎参数
• 2.5 EQ1141G载货汽车动力学仿真
• 2.5.1 东风EQ1141G载货汽车
• 2.5.2 动力学模型参数的确定
• 2.5.3 车辆动态特性
• 2.6 车轮动荷载影响因素分析
• 2.6.1 路面不平度对车轮动荷载的影响
• 2.6.2 轴重对车轮动荷载的影响
• 2.6.3 速度对车轮动荷载的影响
• 2.6.4 胎压对车轮动荷载的影响
• 2.7 小结
• 第三章 移动荷载下粘弹性层状体系动力响应模型
• 3.1 移动荷载下粘弹性层状体系动力响应模型
• 3.1.1 基本假设
• 3.1.2 基本方程
• 3.1.3 车轮移动载荷处理
• 3.1.4 移动简谐信号下层状体系动力响应
• 3.1.5 层状体系的边界条件
• 3.2 试验验证
• 3.3 小结
• 第四章 半刚性基层沥青路面动力响应
• 4.1 路面结构动力响应评价指标讨论
• 4.2 典型半刚性基层沥青路面结构动力学模型
• 4.3 车辆轴重对半刚性基层沥青路面动力响应的影响
• 4.4 车辆速度对半刚性基层沥青路面动力响应的影响
• 4.5 胎压对半刚性基层沥青路面动力响应的影响
• 4.6 面层厚度对半刚性基层沥青路面动力响应的影响
• 4.7 小结
• 第五章 典型沥青路面结构动力响应
• 5.1 典型路面结构动力响应
• 5.1.1 典型路面结构
• 5.1.2 动力学模型
• 5.1.3 动力响应分析
• 5.2 面层厚度对倒装结构沥青路面动力响应的影响
• 5.3 车辆轴重对倒装结构沥青路面动力响应的影响
• 5.4 车辆速度对倒装结构沥青路面动力响应的影响
• 5.5 胎压对倒装结构沥青路面动力响应的影响
• 5.6 小结
• 第六章 沥青路面动力响应试验研究
• 6.1 沥青路面动应变传感器设计
• 6.2 多层柔性体系动力响应试验研究
• 6.2.1 试样制作
• 6.2.2 柔性体系动力响应试验
• 6.3 常温下沥青路面动力响应野外现场试验研究
• 6.3.1 试验路简介
• 6.3.2 试验简介
• 6.3.3 速度对路面结构动力响应的影响
• 6.3.4 轴重对路面结构动力响应的影响
• 6.4 低温状态下沥青路面动力响应野外现场试验研究
• 6.4.1 试验路简介
• 6.4.2 试验简介
• 6.4.3 速度对路面结构动力响应的影响
• 6.4.4 轴重对路面结构动力响应的影响
• 6.4.5 不同结构层的动力响应
• 6.5 小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 创新点
• 7.3 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢