ANSYS分析路面结构力学响应的可靠性

第3 9卷第 3期2 0 1 3年 9月

湖

南

交

通

科

技

V0 1 . 39 No . 3 S ep . 2 01 3

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文章编号：1 0 0 8— 8 4 4 X( 2 0 1 3 ) 0 3 - o o o 4一 O 3

AN S Y S分析路面结构力学响应的可靠性张云龙，聂忆华。徐望国。。张晓阳( 1 .湖南科技大学土木工程学院，湖南湘潭 4 1 1 2 0 1;2 .福建省泉州市市政工程管理处，福建泉州 3 6 2 0 0 0 )

摘

要：采用 A N S Y S 1 0 . 0软件，结合 A P D L语言，编制了沥青路面结构设计程序，模拟分

析了全柔式长寿命沥青路面 ( F F - L L A P )结构在标准荷载作用下的力学响应，并与 B I S A R 3 . 0 计算结果进行对比。结果表明用 A N S Y S分析沥青路面结构力学响应，得到的力学指标变化规律同B I S A R 3 . 0程序计算结果完全一致，且用 A N S Y S计算结果同 B I S A R 3 . 0计算结果的差值率基本上在 3 0%以内，其中弯沉值的计算结果基本相同。说明用 A N S Y S分析沥青路面结构力学响应变化规律具有可靠性。 关键词： A N S Y S; F F - L L A P结构；力学响应；可靠性中图分类号： U 4 1 6 . 2 1 7 文献标识码： A

0 引言目前对于沥青路面结构的力学响应研究主要利

本文路面结构采用 F F— L L A P结构，其计算图示如图 1所示。限制路表弯沉<临界弯沉

用弹性层状理论体系进行分析，求解时运用贝塞尔函数 ( B e s s e 1 )和亨格尔 ( H a n k e 1 )积分变换，解的方法困难且形式复杂， A N S Y S作为一种大型通用有限

厚匣沥溉青害层胃 ——

;I : 厂 L] _ j f 1限制最大剪应力<抗剪强度一

元软件，能够满足道路结构在复杂环境下的受力分析要求，已经成为道路工程师和研究人员设计和研柔性底基层

!限制沥青层底弯拉应变<l临界弯拉应变

究的常用方法，多用于道路结构以及复杂环境下的耦合分析，但关于 AN S Y S对道路结构分析

的精确性很少有研究。本文通过将 A N S Y S计算结果与B I S A R 3 . 0计算结果相对比，分析 A N S Y S在进行沥青路面结构计算时的可靠性。示。

路面基础

图1 F F . L L AP结构设计示意图

F F— L L A P结构采用的物理力学参数如表 l所1 . 2 AN S Y S模型的建立

1 结构分析方案1 . 1路面结构选取

采用上述的路面结构体系，进行沥青路面结构

静力计算，根据《公路沥青路面设计规范》 采用双表 1 F F . L L A P结构参数表

圆垂直均布荷载，垂直荷载取标准轴载 B Z Z一 1 0 0,

表相应加载位置处施加面荷载。单轮传压面当量圆

荷载集度 P= 0 . 7 0 7 M P a,当量圆半径 6=1 0 . 6 5 a m,圆心间距为 f=3 1 . 9 5 c m。模型加载方式采用在路

直径 d= 2 1 . 3 a m,两轮中心距为 1 . 5 d。由文献[ 2, 3]知，应合理确定其计算模型的尺寸，使其在保证

收稿日期： 2 01 3 - 0 3— 0 1 基金项目：湖南省自然科学青年基金项目( 1 1 J J 4 0 3 7 );福建省泉州市市政工程管理处项目( I ) 1 1 2 6 9)湖南科技大学研究生创新基金项目： S 1 2 0 0 1 0

作者简介：张云龙 ( 1 9 8 6一 ),男，硕二 J 研究生，主要研究方向：道路工程。