考虑横向接地应力的沥青路面剪应力分析

张兰峰, 汪海年

(长安大学 特殊地区公路工程教育部重点实验室, 陕西 西安 710064)

在车辆与路面的交互作用中,车辆通过轮胎将荷载传递给路面.在传统路面力学计算中,轮胎-路面接触压力的分布形式被简化为圆形或者矩形均布荷载.但实际上由于轮胎表面花纹的存在,导致轮胎-路面交互作用的复杂性和非均布性,影响到路表面的力学响应与圆形或者矩形均布荷载作用结果存在很大差别[1].根据文献[2-3]研究表明:轮胎路面接触应力的分布情况显著影响路面的力学响应;通过实测与数值模拟静力分析,证明荷载非均匀分布对路面结构的应力作用大于荷载均匀分布.文献[4]研究得出,不同轮压分布形式对路面指标中影响最大的是剪切指标,超载时,轮压非均布下的最大剪应力超过轮压均布下的3倍多.当轮胎荷载作用于路面时,胎肋部位将产生三向应力(竖直应力,横向应力和纵向应力),这些应力不是均匀分布的.车辆的加速、减速、制动和转弯等机械操作也会改变接地应力,尤其是城市道路受到红绿灯和人流的影响,无法高速行驶,操作会在刹车制动、停车静止、启动、行驶(直线、弯道)的状态间转换[5].车辆对路面的作用与其运动状态有关,对于路表面的力学响应影响很大.车辆静止在路面上时,一般只考虑轮胎对路面的垂直力作用;当车辆处于行使状态时,轮胎除了对路面的垂直作用之外,还存在由于轮胎与路面摩擦作用……