Acta Armamentarii ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (1): 299-311.doi: 10.12382/bgxb.2022.0413
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JI Xinbo1, LU Weijian1, LÜ Chen2, WANG Xi1,*(), LIAN Zheng1, HE Li1
Received:
2022-05-19
Online:
2024-01-30
Contact:
WANG Xi
CLC Number:
JI Xinbo, LU Weijian, LÜ Chen, WANG Xi, LIAN Zheng, HE Li. Dynamic Deflection Response of Typical Pavement Structure under Different Impact Loads[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(1): 299-311.
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层数及总厚度 | 2层道路 | 3层道路 | 4层道路 |
---|---|---|---|
第1层 | 177.15 | 101.83 | 84.62 |
第2层 | 241.32 | 245.45 | 220.59 |
第3层 | 270.81 | 223.66 | |
第4层 | 218.63 | ||
总厚度 | 418.47 | 618.09 | 747.50 |
Table 1 Layer thickness information of different asphalt pavement structures mm
层数及总厚度 | 2层道路 | 3层道路 | 4层道路 |
---|---|---|---|
第1层 | 177.15 | 101.83 | 84.62 |
第2层 | 241.32 | 245.45 | 220.59 |
第3层 | 270.81 | 223.66 | |
第4层 | 218.63 | ||
总厚度 | 418.47 | 618.09 | 747.50 |
Pearson相关性 | 弯沉均值 | 弯沉最大值 |
---|---|---|
面层厚度 | -0.18 | -0.19 |
路层总厚度 | -0.06 | -0.07 |
Table 2 Correlation between two-layer asphalt pavement deflection and pavement thickness
Pearson相关性 | 弯沉均值 | 弯沉最大值 |
---|---|---|
面层厚度 | -0.18 | -0.19 |
路层总厚度 | -0.06 | -0.07 |
聚类中心 | 面层厚度/mm | 基层厚度/mm |
---|---|---|
聚类中心1 | 190.01 | 219.93 |
聚类中心2 | 48.60 | 308.95 |
聚类中心3 | 235.20 | 296.01 |
聚类中心4 | 36.12 | 195.55 |
Table 3 Clustering result of two-layer asphalt road
聚类中心 | 面层厚度/mm | 基层厚度/mm |
---|---|---|
聚类中心1 | 190.01 | 219.93 |
聚类中心2 | 48.60 | 308.95 |
聚类中心3 | 235.20 | 296.01 |
聚类中心4 | 36.12 | 195.55 |
路层 | 厚度/mm |
---|---|
沥青面层 | 30 |
石灰土基层 | 180 |
土基层 | ∞ |
Table 4 Typical structure of four-grade highway pavement
路层 | 厚度/mm |
---|---|
沥青面层 | 30 |
石灰土基层 | 180 |
土基层 | ∞ |
土体本构模型 | 模型力学特性 |
---|---|
M-C模型 | 采用剪切破坏准则,适用于模拟单调荷载下的颗粒状材料,无法反映压缩导致的屈服 |
D-P模型 | 屈服面具有多种形式,适用于模拟粒状土壤和岩石等摩擦材料,无法反映压缩导致的屈服 |
修正D-P帽盖模型 | 在D-P模型基础上增加帽盖屈服面,引入压缩导致的屈服,同时控制材料在剪切作用下的剪胀 |
临界状态塑性模型(修正剑桥模型) | 采用椭圆屈服面和相适应的流动法则,可以反映土体的压硬性和摩擦性,指数形式的硬化规律仅适用于Abaqus/Standard |
Table 5 Summary of characteristics of soil constitutive model
土体本构模型 | 模型力学特性 |
---|---|
M-C模型 | 采用剪切破坏准则,适用于模拟单调荷载下的颗粒状材料,无法反映压缩导致的屈服 |
D-P模型 | 屈服面具有多种形式,适用于模拟粒状土壤和岩石等摩擦材料,无法反映压缩导致的屈服 |
修正D-P帽盖模型 | 在D-P模型基础上增加帽盖屈服面,引入压缩导致的屈服,同时控制材料在剪切作用下的剪胀 |
临界状态塑性模型(修正剑桥模型) | 采用椭圆屈服面和相适应的流动法则,可以反映土体的压硬性和摩擦性,指数形式的硬化规律仅适用于Abaqus/Standard |
ρ/(t·mm-3) | E0/MPa | μ | d/kPa | β | R |
---|---|---|---|---|---|
1.8×10-9 | 150 | 0.25 | 40 | 25 | 0.001 |
Table 6 Soil base material parameters
ρ/(t·mm-3) | E0/MPa | μ | d/kPa | β | R |
---|---|---|---|---|---|
1.8×10-9 | 150 | 0.25 | 40 | 25 | 0.001 |
功能层 | ρ/(t·mm-1) | E/MPa | μ |
---|---|---|---|
沥青面层 | 2.5×10-9 | 2500 | 0.25 |
石灰土基层 | 1.75×10-9 | 600 | 0.25 |
Table 7 Material parameters of each layer of pavement structure
功能层 | ρ/(t·mm-1) | E/MPa | μ |
---|---|---|---|
沥青面层 | 2.5×10-9 | 2500 | 0.25 |
石灰土基层 | 1.75×10-9 | 600 | 0.25 |
模型大小 | 10t冲击路面 峰值沉降/mm | 174t冲击路面 峰值沉降/mm |
---|---|---|
最小模型1 | 0.541 | 69.229 |
四级公路(最小宽度) | 0.536 | 58.006 |
四级公路(一般宽度) | 0.534 | 47.647 |
三级公路 | 0.539 | 43.522 |
二级公路 | 0.540 | 40.302 |
工程数值 | 0.508 |
Table 8 Comparison of deflection calculation results of different models
模型大小 | 10t冲击路面 峰值沉降/mm | 174t冲击路面 峰值沉降/mm |
---|---|---|
最小模型1 | 0.541 | 69.229 |
四级公路(最小宽度) | 0.536 | 58.006 |
四级公路(一般宽度) | 0.534 | 47.647 |
三级公路 | 0.539 | 43.522 |
二级公路 | 0.540 | 40.302 |
工程数值 | 0.508 |
冲击 载荷/t | 沉降量/mm | ||
---|---|---|---|
弹性回弹量 | 残余沉降量 | 峰值沉降量 | |
10 | 0.311 | 0.210 | 0.521 |
50 | 0.326 | 1.368 | 1.694 |
100 | 1.120 | 30.673 | 31.793 |
174 | 1.235 | 56.970 | 58.210 |
200 | 1.276 | 67.175 | 68.451 |
500 | 1.124 | 175.086 | 176.210 |
Table 9 Summary of simulated results of deflection under different impact loads
冲击 载荷/t | 沉降量/mm | ||
---|---|---|---|
弹性回弹量 | 残余沉降量 | 峰值沉降量 | |
10 | 0.311 | 0.210 | 0.521 |
50 | 0.326 | 1.368 | 1.694 |
100 | 1.120 | 30.673 | 31.793 |
174 | 1.235 | 56.970 | 58.210 |
200 | 1.276 | 67.175 | 68.451 |
500 | 1.124 | 175.086 | 176.210 |
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