冻融条件下水泥稳定碎石的疲劳性能模拟分析

曾浩　梁春雨　张桂博　黄慧

作者简介：曾 浩（2001—），硕士研究生，研究方向：道路与铁道工程;

梁春雨（1974—），教授，研究方向：道路与铁道工程;

张桂博（1988—），工程师，研究方向：公路工程;

黄 慧（1984—），高级工程师，研究方向：公路工程。

摘要：考虑季冻区公路水泥稳定碎石基层疲劳性能的影响因素，文章以Ansys软件的Workbench和ncode模块为分析工具，基于室内试验结果对两种级配的水泥稳定碎石标准中梁进行冻融循环和疲劳试验模拟，通过瞬态热应力分析得出了荷载应力比和集料级配对水泥稳定碎石冻融疲劳性能的影响规律。结果表明：冻融会降低水泥稳定碎石的疲劳性能;水泥稳定碎石级配中细集料含量过多，会降低材料的抗冻性能;应力比为0.65时冻融试件的疲劳损伤百分率会显著增大。这说明季冻区水泥稳定碎石基层的疲劳性能要综合考虑应力比和冻融条件的影响。

关键词：水泥稳定碎石;有限元分析;疲劳性能;冻融循环

中国分类号：U416.214

0 引言

路面基层作为道路结构的重要组成部分，是路面结构的主要承重層，其性能的好坏对路面有很大影响。以水泥稳定碎石为铺筑材料的基层由于早期强度高、板体性好等优点在我国应用广泛。但是在季节性冰冻地区，荷载作用和温湿度变化对基层的破坏较大，因此研究水泥稳定碎石基层在冻融条件下的疲劳特性影响规律极其重要[1-3]。

对半刚性基层水泥稳定碎石混合料抗冻性和疲劳性的研究，国内外已取得不少成果，主要集中在冻融或荷载单独作用下对材料疲劳性的影响，对水泥稳定碎石混合料在冻融和荷载共同作用条件下的疲劳模拟研究相对较少[4-6]。……