非均布荷载作用下路面结构力学响应计算

顾 浩，魏为成

(1.江苏省交通科学研究院股份有限公司;2.招商局重庆交通科研设计院有限公司)

在现行路面设计规范中，将车辆荷载等效为圆形均布荷载，但事实上，车辆轮胎与路面之间的接触压力非常复杂。一方面，首先，车辆载荷是通过轮胎传递给路面的，而轮胎作用于路面的接地形状并不完全表现为圆形，相反，它更大程度上表现为矩形，而且轮胎荷载越大，接地形状越接近于矩形;其次，荷载大小均匀分布的假设离实际情况相差甚远，车辆荷载的增减以及轮胎胎压的变化都会造成分布情况的不同，尤其当车辆负载超过额定载荷或(和)轮胎胎压较大时，轮胎与地面的接触压力就会呈明显的非均匀分布形式;此外，轮胎的胎面是有花纹存在的，而且花纹的形式各种各样，花纹的这种多样和复杂性，决定了荷载作用分布的非均布性和接触形状的复杂性。另一方面，正是由于荷载分布的非均匀特性，它对路面结构层的力学影响就表现出很大的不同，特别是当非均匀分布越明显时，引起路面结构的力学响应与均布荷载所引起的力学响应的差别就会越大。因此，为了分析非均布荷载作用下的沥青路面结构力学响应，根据现有的一些数据资料，选取标准车型和典型路面结构，对非均布荷载作用下沥青路面结构的力学响应进行有限元计算。由于沥青路面的裂缝、车辙、松散等路面早期损坏，可能是由剪切应力引起的，至少是剪应力主导的一种剪切疲劳损坏或一次性剪切破坏，因而以路面结构的最大剪应力反应值作为主要分析对象。……