Khung tính toán cho phân tích dòng chảy của bề mặt đường linh hoạt dưới tải trọng di động

Matériaux et constructions - Tập 45 Số 11 - Trang 1655-1671 - 2012
Khavassefat, P.1, Jelagin, D.1, Birgisson, B.1
1Highway and Railway Engineering, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden

Tóm tắt

Một quy trình tính toán tĩnh tổng quát đã được thiết lập để đánh giá ứng suất và biến dạng do lưu lượng giao thông gây ra trong bề mặt đường linh hoạt viscoelastic. Quy trình này dựa trên nguyên lý chồng chất và có lợi về mặt tính toán, vì chỉ cần giải quyết bài toán gia tăng giảm thiểu một cách số học. Ảnh hưởng của tốc độ và mật độ giao thông đến phản ứng cơ học của bề mặt đường linh hoạt được nghiên cứu dưới dạng số. Kết quả liên quan đến hai chế độ hư hỏng chính của bề mặt đường, tức là nứt và lún, đã được báo cáo. Kết quả cho thấy phân tích đàn hồi lớp hiện tại được sử dụng trong thiết kế bề mặt đường không thể nắm bắt một số khía cạnh định tính và định lượng quan trọng trong phản ứng của bề mặt đường.

Từ khóa

#bề mặt đường linh hoạt #phân tích viscoelastic #ứng suất #biến dạng #giao thông #tốc độ #mật độ #hư hỏng #nứt #lún

Tài liệu tham khảo

ABAQUS User Manual (2010) Dassault Systèmes, Spain Ali B, Sadek M, Shahrour I (2008) Elasto-viscoplastic finite element analysis of the long-term behavior of flexible pavements. Road Mater Pavem Des 463–479 citation_journal_title=J Assoc Asphalt Pav Technol; citation_title=Effects of tire configurations on pavement damage; citation_author=IL Al-Qadi, YJ Yoo, MA Elseifi; citation_volume=74; citation_publication_date=2005; citation_pages=283-327; citation_id=CR3 Al-Qadi IL, Wang H,Yoo PJ, Dessouky SH (2008) Dynamic analysis and in situ validation of perpetual pavement response to vehicular loading. J Transp Res Board 2087(1):29–39 citation_journal_title=Mater Struct; citation_title=Evaluation of accelerometers to determine pavement deflections under traffic loads; citation_author=M Arraigada, M Partl, S Angelone, F Martinez; citation_volume=42; citation_publication_date=2008; citation_pages=779-790; citation_id=CR5 Björketun U, Carlsson A, Ögren M (2008) The effects of long and heavy trucks on the transport system. VTI, Stockholm citation_title=Hot mix asphalt materials, mixture design, and construction; citation_publication_date=2009; citation_id=CR7; citation_author=ER Brown; citation_publisher=NAPA Research and Equation Foundation citation_journal_title=J Appl Phys; citation_title=The general theory of stresses and displacements in layered systems. I; citation_author=D Burmister; citation_volume=16; citation_publication_date=1945; citation_pages=89-94; citation_id=CR8 BWIM BWIM-mätningar (2010) Vägverket citation_journal_title=IEEE Trans Edu; citation_title=The fast fourier transform and its applications; citation_author=J Cooley, P Lewis, P Welch; citation_volume=12; citation_issue=1; citation_publication_date=1969; citation_pages=28-34; citation_id=CR10 COST 333 (1999) Development of new bituminous pavement design method. Final report of the action. Publications Office of the European Union citation_journal_title=J Transp Res Board; citation_title=Effects of aging on viscoelastic properties of asphalt-aggregate mixtures; citation_author=J Danie, YR Kim, H Lee; citation_volume=1630; citation_publication_date=1998; citation_pages=21-27; citation_id=CR12 De Beer M, Groenendijk J, Fischer C (1996) Three dimensional contact stresses under the LINTRACK wide base single tyres, measured with the vehicle-road surface pressure transducer array (VRSPTA) system in South Africa. CSIR citation_journal_title=Road Materials and Pavement Design; citation_title=Three-dimensional thermo-viscoplastic behaviour of bituminous materials: the DBN model; citation_author=H Benedetto, N Mondher, C Sauzèat, F Olard; citation_volume=8; citation_issue=2; citation_publication_date=2007; citation_pages=285-315; citation_id=CR14 citation_journal_title=Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board; citation_title=Effects of measured tire contact stresses on near-surface rutting; citation_author=C Drakos, R Roque, B Birgisson; citation_volume=1764; citation_issue=1; citation_publication_date=2001; citation_pages=59-69; citation_doi=10.3141/1764-07; citation_id=CR15 Elseifi MM, Al-Qadi I, Yoo P (2006) Viscoelastic modeling and field validation of flexible pavements. J Eng Mech 172–178 Ferry JD (1980) Viscoelastic properties of polymers. Wiley, New York Hilton H, Yi S (1998) The significance of (an) isotropic viscoelastic Poisson ratio stress and time dependencies. Int J Solids Struct 3081–3095 Huang Y (2003) Pavement analysis and design. Prentice Hall, Englewood Cliffs Johnson K (1987) Contact mechanics. Cambridge University Press, Cambridge citation_journal_title=J Mater Civil Eng; citation_title=Viscoelastic analysis of flexible pavements and its effects on top-down cracking; citation_author=J Kim, R Roque, T Byron; citation_volume=21; citation_issue=7; citation_publication_date=2009; citation_pages=324-332; citation_id=CR21 citation_journal_title=Road Mater Pavem Des; citation_title=Viscoelastic FE modeling and verification of a U.S. 30 perpetual pavement test section; citation_author=J Liao, S Sargand; citation_volume=11; citation_issue=4; citation_publication_date=2010; citation_pages=993-1008; citation_id=CR22 citation_journal_title=J Assoc Asphalt Pav Technol; citation_title=Mechanisms of surface-initiated longitudinal wheel path cracks in high-type bituminous pavements; citation_author=L Myers, R Roque, B Ruth; citation_volume=67; citation_publication_date=1998; citation_pages=401-432; citation_id=CR23 citation_title=A viscoelastic approach to flexible pavement design; citation_publication_date=1999; citation_id=CR24; citation_author=R Nilsson; citation_publisher=KTH Pouget S, Sauzèat C, Di Benedetto H, Olard F (2010a) From the behavior of constituent materials to the calculation and design of orthotropic bridge structures. Road Mater Pav Des pp 111–144 citation_journal_title=Mater Struct; citation_title=Numerical simulation of the five-point bending test designed to study bituminous wearing courses on orthotropic steel bridge; citation_author=S Pouget, C Sauzèat, H Di Benedetto, F Olard; citation_volume=43; citation_publication_date=2010b; citation_pages=319-330; citation_id=CR26 Schapery R, Park S (1999) Methods of interconversion between linear viscoelastic material functions. Part II-an approximate analytical method. Int J Solids Struct 1677–1699 Strang G (2007) Computational science and engineering. Wellesley-Cambridge Press, Wellesley VVTK VÄG (2008) Vägverkets tekniska krav vid dimensionering och utformning av Vägkonstruktion och Avvattning. Vägverket, SL citation_journal_title=Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board; citation_title=Combined effect of moving wheel loading and three-dimensional contact stresses on perpetual pavement responses; citation_author=H Wang, I Al-Qadi; citation_volume=2095; citation_issue=1; citation_publication_date=2009; citation_pages=53-61; citation_doi=10.3141/2095-06; citation_id=CR30 Wang J, Birgisson B, Roque R (2006) Effects of viscoelastic stress redistribution on the cracking performance of asphalt pavements. Asphalt Paving Technol 637