破損水泥混凝土路面重載車輛的動(dòng)荷載分析.pdf

1、車輛在行駛過(guò)程中遇到不平路面會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，導(dǎo)致車輪對(duì)路面產(chǎn)生附加動(dòng)荷載，這種動(dòng)荷載是不斷變化的荷載，不等同于靜載，會(huì)加速路面的破壞，而路面不平整度變大又會(huì)使車輪對(duì)路面產(chǎn)生的動(dòng)荷載增加，這種耦合作用會(huì)對(duì)路面的使用性能和壽命產(chǎn)生很大影響。然而，隨著高速公路交通網(wǎng)的逐漸致密化、重載車輛的逐漸增加，水泥混凝土路面的破壞速度也越來(lái)越嚴(yán)重，產(chǎn)生了錯(cuò)臺(tái)、凹坑等破壞類型，使得水泥混凝土路面的實(shí)際使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)壽命。另外，當(dāng)動(dòng)荷載過(guò)大時(shí)，會(huì)影響車輛行

2、車安全性和操縱穩(wěn)定性。因此將車輛與路面二者結(jié)合起來(lái)研究分析車輛動(dòng)荷載對(duì)路面的影響已成為目前車輛動(dòng)力學(xué)和道路方面研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。
　　基于車輛和路面這種耦合關(guān)系，以福田歐馬可S5雙軸重載車輛為研究對(duì)象，對(duì)雙軸重載車輛在破損水泥混凝土路面上的動(dòng)荷載變化規(guī)律進(jìn)行了分析研究，其主要研究成果及結(jié)論概括如下:
　　(1)在結(jié)合考慮水泥混凝土路面主要破損形式的基礎(chǔ)上，分析了水泥混凝土路面破壞原因及危害，確定了錯(cuò)臺(tái)和凹坑病害為影響重載車

3、輛動(dòng)荷載的主要因素。
　　(2)根據(jù)路面不平度概念，分析了影響車輛振動(dòng)的原因以及不平路面與車輛動(dòng)荷載的關(guān)系，確定了四自由度理論振動(dòng)模型，推導(dǎo)出由不同路面激勵(lì)所產(chǎn)生的動(dòng)荷載表達(dá)式，提出了以車輛動(dòng)荷載系數(shù)作為動(dòng)荷載的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　(3)根據(jù)多體動(dòng)力學(xué)理論建立了重載車輛動(dòng)力學(xué)仿真模型，針對(duì)錯(cuò)臺(tái)和凹坑病害建立了相應(yīng)的路面模型，通過(guò)編制仿真驅(qū)動(dòng)文件實(shí)現(xiàn)車-路耦合仿真。
　　(4)分析了不同錯(cuò)臺(tái)高度、不同凹坑深度、不同速度、不同

4、載重工況下的車輛動(dòng)荷載變化曲線，得出結(jié)論如下:錯(cuò)臺(tái)病害對(duì)車輛動(dòng)荷載影響顯著，在相同錯(cuò)臺(tái)高度下前輪的動(dòng)荷載比后輪大;凹坑病害相對(duì)錯(cuò)臺(tái)病害對(duì)車輛動(dòng)荷載影響作用較小，凹坑病害易使車輪跳離地面，影響行車安全性;車速越高，車輛在破損路面上的動(dòng)荷載越大，當(dāng)路面破損十分嚴(yán)重時(shí)，影響車輛動(dòng)荷載大小的主要因素是路面不平度，車速成為一個(gè)次要因素，而在較為平整路面上，車速對(duì)車輛動(dòng)荷載影響很大;載重對(duì)車輛動(dòng)荷載有明顯影響，載重越大，車輛動(dòng)荷載越大，但車輛動(dòng)荷載