基-面层间不同接触状态下的路面结构力学响应分析

第３ ８卷第 ３ 期
２１ ０ ２年 ９月
湖
南
交 通
科
技
Ｖｏ． ８ Ｎ ． １３ ｏ ３ Ｓ ｐ ２ １ ｅ ．０２
ＨＵＮ ＡＮ ＯＭＭＵＮ Ｃ Ｉ ＣＩ ＮＣ Ｃ Ｉ ＡＴ ＯＮ Ｓ Ｅ Ｅ ＡＮＤ Ｔ ＣＨＮＯ ＯＧ Ｅ Ｌ Ｙ
文章编 号 ： ０ ８８ ４ ２ １ ）３０ ０ 。２ １０ 。４ Ｘ（０ ２ ０ 。０ ９０
的路 面结 构力 学 响应 进行 对 比和 分 析 ， 而 找 到路 从 面 结构 不 同状 态下 的受 力 规律 ， 为道 路 设 计 和 工程 施 工提供 理论 依据 。
１ ２ 层 间参 数选 择 ．
本文假定沥青面层处于完全接触状态 ， 只研究
基 面层 间界 面条 件 的变化对 整个 路面结 构 的力学 响 应 规律 ， 采用 Ｂｓｒ． ｉ ３ ０软 件 中 的剪 切 弹性 柔 量 参 数 ａ Ａ Ｋ来 描述 基面层 间接触状 态 ， 应状 态选 取值 如 表 对
和最 大剪应 力 。
表 １ 各层 材料基本 物理 和力学参数
Байду номын сангаас
学性质上存在显著差异 ， 导致道路结构 的层间结合
状 态成 为设计 和施 工 的薄 弱 环 节 。到 目前 为止 ， 还
没有一套统一的成熟的用来评价半刚性基层与沥青 面层 层 间接触 状况 的指 标 ， 行规 范 针 对 这 一 问题 现 只提出了采用透层处理 ， 且将其视为完全连续体系， 计 算假 设 与工程 实 际 存在 很 大 差 异 。 因此 ， 缺 乏 在 相 应 的理论 指导 和定 量 分 析 的前 提 下 ， 由基 面 层 间
轼
静
５０ ． ０Ｅ＋ ４ ０
００ ．０Ｅ ＋ ０ ０
—
１
一
ｔ４ ｆ．
５０ ． ０Ｅ ＋ ０ ４
１． Ｅ＋ ０５ ００
０６ ．
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道路 深度 ，
一
一
１５ ．０Ｅ ＋ ０ ５
受 到较 大 的拉 应力 作 用 ， 面结 构很 可 能 会产 生疲 路 劳 破坏 ； 间 剪切柔 量 Ａ ＝１０ Ｅ一 ０附近 变 化 时 层 Ｋ ．０ １
结合问题所导致的路 面早期病害屡见不鲜 ， 降低了 路 面 结构 的整体 承 载 能力 和服 务水 平 ， 重 缩 短 了 严 道路 的使用 寿命 ¨ 。
工程 实践 表 明 ：沥青路 面 结合 处于 半连 续半 滑
动的接触状态 ， 层与层之间是通过接触来传递应力 的 ， 同的层间接触状态对道路结构的受力有很大 不 影响 Ｊ 。本文采用 Ｂｓ ３ ０软件对基面层 间分别 ｉ ｒ． ａ 处 于完全 连续 、 部分 连续 、 完全光 滑 三种接 触状 态下
图 １ 路面结构 弯拉 应力沿道 路深度 的变化 规律
路 面结 构 的弯拉 应 变 结 果 如表 ３所 示 ， 由表 ３ 可 以看 出 ， 当基 面层 间 从 连 续 变 为滑 动 时 ， 变增 应
０ 引 言
沥青 路 面层 间接触 问题近 年来一 直受 到道 路研 究 者 的广泛关 注 。 由于基 层 和面层材 料 在物理 和力
参数见表 １加载方式采用标准轴载 Ｂ Ｚ １０ｋ ， Ｚ － ０ Ｎ的 双 圆均 布荷 载 ， 当量 圆半 径 为 ｌ ．５ｃ 荷 载 中 心 Ｏ ６ ｍ， 距为 ３ ．５ｃ 选取受力不利点位 ， １９ ｍ， 荷载轮隙中心 为计算点。依据 国内外路 面的力学设计指标 ， 主要 的结构计算参数为 ： 路表轮隙弯沉 、 弯拉应力、 应变
面设计 规 范和我 国半 刚性 基 层 路 面结 构 形 式 ， 取 选
收稿 日期 ： ０ ２０ ・ １ ２ ｉ・５ １ 作 者简 介 ： 刘 吉（９３）男 ， 师 ， 吉 １８ 一 ， 讲 主要 研 究 方 向 ： 路 设 计 和 施 工 。 公
ｌ ６ ０—
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３ ８卷
２ 不 同层 间结合 状 态 的路 面结构 力 学 响应结果 及 分析
２ １ 路面 结构 弯拉应 力 计算 结果及 分析 ． 路 面结 构弯 拉应 力沿 道路 深度 的变化 规律如 图
３０ ．０Ｅ ＋ ０ ５ ２５ ． ０Ｅ ＋Ｏ５ ２０ ． ０Ｅ ＋Ｏ ５ １５ ． ０Ｅ ＋Ｏ ５ 、 １０ ． ０Ｅ ＋Ｏ ５ Ｒ
一
：
一
１ 所示 ， 间结合状态的改变对弯拉应力有显著影 层 响， 当 ＝ ０时 ， 沥青 面层 范 围 内 ， 了路 表 受 到 在 除 弯拉应力的作用 ， 其它点位均受到压应力作用 ， 路面 结 构不会 因拉 应力 作用 而产 生疲 劳开裂 ， 是 当 Ａ 但 Ｋ
＝１０ Ｅ－ ６时基 面层 间处 于 滑动状态 ， ．０ ０ 沥青 在 面层
变 ， 设计 中应 当充分考 虑不 同结 构层 的结 构组合 ， 工 中做好 层 间处 治工作 。 在 施
关键词 ： 沥青路面； 半刚性基层 ； 接触状 态；力学响应
中图分 类号 ： １．１ Ｕ４６２ ７ 文献标 识码 － Ｂ 典 型 的沥青 路面 结构 【 各层 材 料基 本 物 理 和 力学 Ｊ ¨，
２所 示 。
表 ２ 层间结合状态 参数值
１ 典 型 路 面 结 构 和 层 间参 数 选 择
１ １ 路面 结构 的选择 ．
层 间状 态
ａ ／ ｍ３． Ｋ（ Ｎ一 ）
Ｏ
５ ×１ ０一 、 ０一 Ｏ １
完全 连续 部分连续
完 全 光 滑
在 进 行 路 面结 构力 学 计 算 时 ， 据 现 行 沥青 路 根
基 一 层 间不 同接 触 状 态 下 的 路 面 面 结 构 力 学 响 应 分 析
刘 葫
（ 陕西铁路 工程职业技术学 院， 陕西 渭南 ７ ４ ０ ） １００
摘
要： 采用 Ｂｓｒ． ｉ ３０软件 ， ａ 针对半刚性基层 与沥青面层 处于完全连续、 部分连 续、 完全
光滑三种接触状态的整体路 面结构进行 了力 学计算， 并分别对其力学分布规律进行 了分析 。 结果显 示 ： 间接 触状 态的 改 变使 整 个路 面 结构 受力发 生 了显 著 变化 ， 层 并且 层 问存 在 应 力 突