动载作用下级配碎石基层沥青路面力学分析

郭寅川，王礼根，申爱琴，顾聘聘

(长安大学　公路学院，陕西　西安　710064)



动载作用下级配碎石基层沥青路面力学分析

郭寅川，王礼根，申爱琴，顾聘聘

(长安大学公路学院，陕西西安710064)

新疆地区半刚性沥青路面反射裂缝严重，采用级配碎石基层全柔性沥青路面结构是根治反射裂缝的有效途径。基于级配碎石基层全柔性沥青路面破坏形式对控制指标进行分析，研究路面结构力学响应量在不同的动态荷载条件下的变化规律，为新疆地区级配碎石基层全柔性沥青路面结构设计提供理论依据。通过ANSYS有限元软件建立三维模型，并施加半正弦动态荷载，最后利用非线性有限元计算程序LS-DYNA进行显式计算。分析结果表明：沥青层拉应力对车速以及面层厚度敏感性较高，面层厚度对级配碎石层剪应力影响较大；沥青面层厚度10 cm是沥青层拉应力以及级配碎石层剪应力指标变化的一个拐点。

道路工程；路面结构设计；有限元分析；全柔性沥青路面；动态荷载

0　引言

随着西部大开发战略的实施，新疆公路建设如火如荼。近年来，该地区所建高速和一级公路以半刚性基层沥青路面为主，多采用沥青面层为(4+6)cm,(5+7)cm和(4+5+7)cm结构，基层为30 cm或33 cm水稳砂砾基层以及15 cm或20 cm砂砾垫层结构。由于新疆属于典型的大温差地带，温差达到50 ℃左右，在交通及环境因素作用下，半刚性基层的干缩和温缩较其他地区更为突出，路面反射裂缝病害非常严重，如不加以防治，将会大大缩减路面的使用寿命。……