基层模量及层间接触对半刚性沥青路面影响分析-论文.pdf

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1、第40卷第29期山西建筑Vo1．40No．29·170·2014年10月SHANXIARCHII．ECTURE0ct．2014文章编号：1009—6825(2014)29—0170—03基层模量及层问接触对半刚性沥青路面影响分析黄玲(闻垣高速公路建设管理处，山西运城044000)摘要：采用BISAR3．0分析软件，研究了基层模量及层间接触对半刚性沥青路面的影响，得出了路表弯沉、沥青面层层底、基层层面竖向应力、径向应力、切向应力随层间连续状态、半刚性基层模量的变化趋势。关键词：力学分析，半刚性基层模量，层间接触状态，弯沉中图分类号：U416．217文献标识

2、码：A0引言4)层间连续土基模量500MPa，基层模量7000MPa。随着我国经济的快速发展，交通量不断增加，对道路的性能5)层间光滑土基模量120MPa，基层模量800MPa。要求也越来越高。由于半刚性基层具有材料易获得、强度高、造6)层间光滑土基模量120MPa，基层模量7000MPa。价低等优势，使得半刚性基层成为我国高等级公路路面主要结构7)层问光滑土基模量500MPa，基层模量800MPa。组合。我国现行的沥青路面设计规范以层状弹性体系为基础，设8)层间光滑土基模量500MPa，基层模量7000MPa。计时假定道路各结构层之间的接触面完全连续j

3、。然而完全按2层间连续状态对路表弯沉、路面应力的影响照沥青路面设计规范对路面材料进行设计，路面仍会出现诸如车2．1层间连续对路表弯沉的影响辙、壅包等早期破坏形式；工程实践证明，沥青面层与半刚性基根据以上8种不同组合，通过BISAR3．0，计算层问连续状态层之间以及沥青混凝土层之间的层间界面粘结比较薄弱，处于完对路表弯沉的影响，结果如图2所示。全滑动与完全连续的中间状态，层与层之间通过接触传递应力。这样表明沥青路面的实际状况与设计理论指标之间存在l薰B着差异与不符，所以有必要对路面结构进行应力分析，使其结果252对路面设计及施工过程中给予一定的参照依据。本

4、文采用壳牌公司开发的层状弹性体系分析软件BISAR3．0，分析了层问连续、基层模量对路表弯沉、路面应力影响，研究了在不同层间接触状态、不同模量情况下，双圆均布垂直荷载中荷载对称轴上A(面层顶部)、B(面层与基层交界处)两点路表弯沉、径向应力、竖向应力：切向应力的变化趋势，为半刚性基层路面设计提供可靠参考。1路面结构方案及计算结构的选取1．1路面结构方案本文为计算简便把道路结构层划分为三层即面层、基层、土基。路面结构及参数见表1。表1路面结构及参数完全连续完全光滑1．5OE+05一1．5OE+05一1．60E+051．00E+051．2计算说明-R5．00

5、E+04重-l1_．780E+05一Z·0。9E。本次分析中，计算荷载采用标准双轮轴载100kN，垂直荷载o．00E+oo-+0S完滑一2．10E+05为P：0．7MPa，当量圆半径6=10．65em，两轮荷载中心间距36。一5．00E+o4．邻一2．20E+05—2．30E+05层间考虑完全光滑及完全连续两种极端情况。在计算中设定：r-2．40E+05+70o0，120+7000／500+700o，12O+70001500方向为车辆行驶方向，即路面纵向；=轴为路面深度方向。采用—800／500—}800／120+800，5O0+8O120BISAR3．

6、0软件进行计算，整个计算过程中，拉应力为正，压应力图3层间连续状况图4层间连续状况为负。具体情况见图1。对沥青层底径向应力的影响对基层竖向应力的影响1．3计算组合说明从图3可以看出，层间接触状态对沥青层底面的应力有较大计算情况分为8种组合如下：影响。在完全连续的情况下，四种模量组合情况下，径向均为压1)层间连续土基模量120MPa，基层模量800MPa。应力；在完全光滑的情况下，对于基层模量为7000MPa的情况2)层间连续土基模量120MPa，基层模量7000MPa。下，径向应力仍为压应力，但是对于基层模量较小800MPa的情3)层问连续土基模量500

7、MPa，基层模量800MPa。况下，径向应力为拉应力。可以发现，层间连续状况对于沥青层收稿日期：2014—08—02作者简介：黄玲(1976一)，女，工程师爹霉12黄玲：基层模量及层间接触对半『生沥青路面影响分析·171·底部径向应力有很大的影响，最大影响幅度达到454％(800／120会有所增加，光滑时变化幅度较大。A点处于受拉状态，说明此组合状况)。时并不是基层模量越大越好，越大反而使A点处于不利状态。从图4可以看出，在各种模量组合下，基层顶部竖向应力无B点位于面层与基层交界处可得到两个不同的径向应力即面论层间连续状况与否，均表现为压应力。当层问光滑

8、时，压应力层底部径向应力、基层顶部径向应力。由图7b)可知：B点面层顶较层间连续