含破碎层沥青加铺层的力学响应论文

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同步碎石下封层对沥青路面结构力学响应的影响分析

了可靠的依据，并利用改进的强度折减程序计算了
边坡的安全系数。以判断岩土体的稳定状况。３２土坡破坏前临界时刻发生最大应变增量处位．于土坡最后发生剪切破坏的滑裂面上。而且应变增
个评价指标。但却是一种全新的安全系数求解方
ｏｌ ¨ｏＩ・ｏ
——————＿———＿ ———＿ —————上一上＿＿ＬＪ＿２荷载作用下的结构力学分析
对同步碎石下封层厚度范围的确定主要是结合
计算模型及坐标系如图１示。所
对各结构层作如下假定：ａ各结构层为均匀、连续、各向同性的弹性）
历史对边坡的影响性，比极限平衡方法更为合理。参考文献ｆ］郑颖人，赵尚毅．用有限元强度折减法求边１
（）支挡结构的内力ｆ．滑坡Ｊ岩石力学与工程学报，］
２１年４第８ｌ１０２Ｂ期５
［］张鲁渝，郑颖人，赵尚毅，等．限元强度折７有减系数法计算土坡稳定安全系数的精度研究［．Ｊ水】
１９９４．９３－１４
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大粒径沥青碎石对加铺层荷载及温度应力的影响分析

化中化学族组成的变化及动力学研究Ｅ］石油沥青，Ｊ．
１９，（）９３７４．
［］石油炼制与化工，０５３（）Ｊ．２０，６５．
金呜林，扬俊和，美仁．路沥青老化机理分析Ｅ］史道Ｊ．上海应用技术学院学报，０１１１．２０，（）范耀华，国靖，玉台．油沥青抗老化性能研究丁亓石［］石油沥青，９７１（）Ｊ．１９，１１．
由于交通量的剧增，车辆的超载、载以及设重
力分析，与未设置开级配沥青碎石混合料的加铺并
结构的受力进行比较。
计、工等方面的原因，施中国大部分水泥砼路面在使
用１Ｏ年左右便出现大面积的损坏，要加铺改建。需
消弱拉应力、拉应变的传递能力，有效地阻断裂缝尖
端的扩展路径，而能消散、收加铺层所承受的荷从吸
沥青碎石（Ｂ混合料用于防止反射裂缝的技术ＡＴ）
措施。这一技术措施在国内应用较少，该技术从但
载应力和温度应力。
袁德明，康蕾，克俭，两种道路沥青老化动力学廖等．
研究的比较［］化学工业与工程，０８２（）Ｊ．２０，５１．
丁国靖，耀华，新平．路沥青吸氧老化性能的研范汪道
印永嘉，奚正楷，大珍．李物理化学简明教程［．３Ｍ］第

沥青路面力学响应分析及其研究方法综述

沥青路面力学响应分析及其研究方法综述发布时间：2022-07-11T02:28:48.391Z 来源：《工程管理前沿》2022年5期3月作者：黄勇维[导读] 沥青路面具有比较复杂的力学特性，为了研究沥青路面的破坏机理以及路面应力应变变化规律，黄勇维重庆交通大学土木工程学院重庆 400074摘要：沥青路面具有比较复杂的力学特性，为了研究沥青路面的破坏机理以及路面应力应变变化规律，本文系统阐述了荷载、温度、路面结构类型以及层间接触状态对沥青路面结构力学的响应机理。

并且鉴于以往对路面进行力学研究不能够准确、真实、细致的反映其力学行为的问题，本文简述了对沥青路面细观力学行为的研究，使沥青路面力学的研究能够宏、细观相结合。

研究发现，细观力学分析能对内部材料变化进行量化处理，全面分析沥青路面力学响应，对改善路面性能有重要意义。

关键词：路面力学响应；荷载；温度；层间接触状态；细观力学研究0 引言我国沥青路面损坏影响因素主要有材料、荷载和温度。

因此，解决沥青路面这些问题，就要从因素出发，有必要对沥青路面力学响应因素进行分析研究。

沥青路面长期处于不同的自然环境中，并非单一不利因素影响沥青路面，在恶劣的气候条件和车辆荷载共同作用下，沥青路面材料内部逐步发生变化，路面出现宏观的损坏现象。

以往对路面进行力学研究，通常将沥青路面通过假设条件进行了不同程度的简化，与实际情况存在差别，不能够准确、真实、细致的反映其力学行为，因此，有必要对沥青路面细观力学行为进行研究，达到宏、细观相结合的目的，全面分析沥青路面力学响应，对改善路面性能有重要意义。

1沥青路面力学响应分析综述沥青路面是多层路面结构，具有比较复杂的力学特性。

国内外大量研究表明，对沥青路面力学响应有显著影响的因素主要有荷载、温度、路面结构类型和层间接触状态等。

研究不同因素影响下的路面力学响应，可以为更科学合理的路面设计方案提供必要的参考。

1.1荷载在沥青路面的力学性能分析时，通常把轮胎与路面的接触面作为路面受力分析的影响区域。

沥青加铺层结构力学行为特性研究

总第１０３期
行车荷载采用标准轴载ＢＺ一０，Ｚ１０轮胎内压０７Ｐ，圆荷载的半径为１．５ｍ，．Ｍａ单０６ｃ接触面积为３６３ｃ双轮间距为３．５ｍ，５．３ｍ，１９ｃ两侧轮隙间距为１ｃ。荷载位置选择在横缝边缘中间位置，８ｍ０如图２。
用力方向与最大拉应力或有效应力方向往往成垂直，加厚沥青加铺层有利于行车荷载的应力扩散，
和模型下，加铺结构与普通路面结构应力分析对
比。
表２加铺结构与普通路面结构应力对比分析应力（ａＭＰ）１ｅ面层受力情况
１４受力特点分析．
２加铺层模量与厚度对加铺层结构受力影响
２１加铺层厚度对结构受力的影响．
分别取沥青加铺层厚度１、４１ｃ进行分Ｏ１、８ｍ
析，接缝处加铺层应力变化情况如图３。增大加铺层厚度有利于降低加铺层的各项应
力值。随着加铺层厚度的增加，铺层中拉应力加和有效应力有较明显的减小，剪切应力的减小而
等原因，我省铺设了大量的水泥路面，经过ｌ但０
多年的使用，水泥路面出现了不同程度的破原
⑤水泥混凝土板接缝宽度假设为ｌｍ；ｅ ⑥将水泥混凝土板以下各结构层以及路基换算为一层，换算后路基模量采用换算基顶模量。
② 各层层间竖向、水平位移均连续；
弹性模量Ｅ泊松比
（Ｐ）Ｍａ（）ｕ

浅析重载条件下沥青路面的力学响应

浅析重载条件下沥青路面的力学响应摘要：目前，沥青路面作为我国高等级公路路面结构的主要形式，已得到越来越广泛的应用。

但是，重载、超载现象的日益严重，使得沥青路面的使用寿命和服务水平受到了不同程度的影响，重载已成为影响路面服务性能和缩短路面使用寿命的重要因素之一。

因此，利用力学分析的方法定量地对重载沥青路面的受力响应特点和永久变形形成规律进行分析就显得尤为重要。

本文试图对不同沥青路面典型结构,考虑不同荷载作用条件,进行路面结构力学响应分析,以了解重载条件下路面结构的应力、应变规律,并为重载条件下沥青路面设计指标提供理论依据。

关键词：沥青路面；重载；力学响应1 重载概述近年来，国际道路界有一个倍受关注的名词--重载交通(Heavy—Duty)。

它是指道路通车后交通量/累计当量标准轴次（ESALS）大大超过一般水平，路面性能衰减超常规发展的现象。

根据我国当前道路车辆和交通特征，可总结为：大交通量和大规模车辆超重，车辆超重引起“重轴载”和轮胎-路面“重接触应力”，这对路面的一次性破坏较为严重，致使路面产生不同程度的早期破坏。

重载可从以下 4 方面来表征：①重载作用次数多；②车轴载荷越来越重；③轮胎-路面接触应力显著增大，且空间分布更加不均匀；④动力效应明显增大。

2 模型的建立2.1沥青路面的受力特性从力学角度考虑，路面损坏状态主要是：路面表面的过大变形，路面结构层被拉裂和路面结构层的剪切破坏。

因此进行路面结构的力学响应分析，了解面层、基层和底基层各自的应力状况以及应力特点，有助于根据其应力特点考虑路面各结构层的主要技术要求和材料设计。

2.2车轮对路面的荷载作用及其简化模型路面和轮胎之间呈现出明显的非均布效应，圆形均布荷载的简化和路面实际情况有很大区别。

荷载分布在宽度方向上将接触面分为3个区域：两边20%宽度范围的边缘区和中间60%宽度范围的中心区。

中心区与边缘区内竖向接触应力平均值的回归方程表达为：式中：为中心区平均竖向压应力；为边缘区平均竖向压应力；为轮胎内压力；作用于轮胎的竖向荷载；, 为回归系数。

基于大粒径沥青碎石的沥青加铺层温度应力分析

为不利ｌ４１，因此在计算时仪考虑对称轴上的单侧荷
载作用，计算点位为接缝区中点。
２大粒径沥青碎石的沥青加铺层温度应力分析
一
ｂ各层层间水平位移和竖向位移完全连续：）
ｃ基础底面固定，基础侧面约束其法向位移；）
ＨｈａＥｉｅｇ道路工程ｉｗｙｎｎｒｇｇｅｉｎ
基子大粒径沥青碎石韵
沥青加铺层温度应力分析
贾涛，王艳军－，王修山ｚ
（．西建工集团机械施工有限公司，陕西西安７０３；２中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安７０３）１陕１０２．１０２
０５０．ｘ１一
３路面结构在升温时的肜
８００２０．５
２２Ｈ０１２８００．５０
１００３Ｏ＿５
从图中可以看出．沥青加铺层顶面温度降低使
得路面结构产生收缩变形，而路面结构的温度梯度
１计算模型概述
１１计算假设．
隔离作用改善了旧水泥混凝土路面的温度状况，降
该模型作了如下假设：
２１年１月第２期Ｉ６９０１００
道路工程ＨｈａＥｇｅｉｉｗｙｎｉｅｎｇｎｒｇ
ａ各结构层为均匀、连续、各向同性的弹性）体：
轮胎接地面积为３７２ｅｚ５．１ｒ，双轮间距为３ｃａ２ｍ，两

级配碎石基层沥青路面力学响应的灰关联分析

ＬｉＺｈｉ，ＷａｎｇＸｉｕｓｈａｎ，ＴｏｎｇＨａｉｇａｎｇ
（ＣＣＣＣＦｉｒｓｔＨｉｇｈｗａｙＣｏｎｓｕｌｔｎｔａｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｓｐｈｌｔａｐａｖｅｍｅｎｔ；ｆｌｅｘｉｂｌｅｂａｓｅ；ｇｒａｄｅｄｃｕｒｓｈｅｄｓｔｏｎｅｂａｓｅ；ｇｒｅｙｒｅｌａｔｉｏｎｌａａｎｌｙａｓｉｓ；ｍｅｃｈｎｉａｃｌａｒｅｓｐｏｎｓｅｓ
李智，王修山，童海刚
（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安７１００６５）
摘要：文章采用美国ＫＥＮＰＡＶＥ软件对比分析了２种典型级配碎石基层路面结构在不同厚度条件下的路表弯沉、
沥青层底拉应变、土基顶面压应变等力学指标，并采用灰关联法分析了各力学指标对结构影响的显著程度。研究表
明：倒装路面结构形式优于柔性基层路面结构形式，且碎石夹层厚度为１５ｅｍ左右时，结构形式最优。
关键词：沥青路面；柔性基层；级配碎石基层；灰关联分析；力学响应中图分类号：４１６．２１７文献标识码：Ａ文章编号：１６７２ —９８８９（２０１３）０１ — ０００１ — ０３

沥青稳定碎石基层对沥青路面力学的特性影响分析

考与指导。这对于避免沥青路面过早开裂，长沥延
是在温、湿变化剧烈的地区，种现象更加严重。大这
量裂缝的产生，易是水分进入到路面结构内部，容在
Байду номын сангаас
１概述
随着半刚性基层沥青路面的大量使用，渐发逐现其存在的严重问题。半刚性基层的材料、构特结性易造成基层开裂而在沥青层形成反射裂缝，其尤
定碎石基层设计参数对沥青路面力学性能的影响，进而为这种结构的设计、研究、广使用提供重要参推
ｉｒｐｓｄｆｏｔｅｐｉｔｏｔｕｔｒｌｎｈｔｃｕｅｄｓｇｅｏｓｐｏｏｅｒｍｈｏｎｆｓｒｃｕａ，ａｄｔｅｓｒｔｒｅｉｎｒｃｍｍｅｄａｉｎｏｅ－ｇｄｂａｅｏｈｕｎｔｏｆｓｍｉｒｉｓｆｔｅｉ
ＡｓｈｌａａａｅｈｎｃｌＰｒｐｒｉｓｏｐａｔＭｃｄｍＭｃａｉａｏｅｔｅｆＡｓｈｌｖｍｅｔＩｐｃａｙｉｐａｔＰａｅｎｍａｔＡｎｌｓｓ
ＣＨＥｎｊｎＮＹｏｇｕ（ｕａａｙｅＥｐｅｓａｏｓｕｔｎＤｖｌｐｅｔｏｐｎｔ，Ｃａｇｈ，ｎｎ４００，ＣｉＨｎｎＮｎｕｘｒｓｙＣｎｔｃｉｅｅｍｎｍａｙＬｄｈｎｓａＨｕａ１０５ｈ－ｗｒｏｏＣｎ）ａ

桥面沥青混凝土铺装层破坏和力学模型研究

桥面沥青混凝土铺装层破坏和力学模型研究张家峰1，朱士东2 ,韩永1（1河海大学工程力学系南京市 210098，2河海大学交通运输规划与管理南京市 210098）摘要：近年来桥面铺装问题造成的直接和间接的经济损失已经引起研究者的重视,本文总结了混凝土桥沥青铺装层常见破坏类型,并且结合某一斜拉桥工程,在深入研究桥面系受力的基础上,探讨了如何建立科学合理的力学模型来分析其的实际应力及应变状态,最后提出了在今后的理论研究中需要解决的问题。

关键词：桥面铺装；有限元法；沥青混凝土；力学模型0 引言目前我国经济的发展速度令全世界瞩目,在这大好形势下公路交通事业也是方兴未艾,我国近十几年高速公路建设迅速发展,高速公路通车总里程约5.3万公里,位居世界第二。

作为一个重要的交通载体,高速公路的畅通与否,不但直接影响其自身的运营效益,对人民群众的出行和地区经济的发展也影响极大。

高速公路桥梁也随之逐渐增多,桥梁结构形式、建筑材料、施工工艺不断改革与创新,随着交通量和重型车辆的增加,桥面铺装问题普遍,这不仅妨碍了正常交通,影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难,桥面铺装作为桥梁行车体系的重要组成部分,因桥面铺装问题造成的直接和间接的经济损失已经引起研究者的重视,桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害[1]。

08年元月中旬以来,我国南方大部分地区出现了较大范围的历史罕见的低温雨雪冰冻极端灾害天气,全国先后有23个省份的公路交通受到不同程度的影响,此次除冰除雪采用大量撒布工业盐或各类含有氯化物成分的融雪剂进行快速除雪,工业盐和融雪剂中大量的氯离子等酸性离子随盐水渗入沥青混凝土铺装层后与钢筋中的铁发生化学反应,加速铁的锈蚀膨胀,导致保护层剥落。

且由于钢材截面的减小,致使结构物承载力降低,进而导致桥梁出现结构性破坏。

另外,各种大型除雪设备的频繁使用会对桥梁铺装层的正常使用寿命造成影响。

影响沥青路面力学响应因素的综述

影响沥青路面力学响应因素的综述摘要：由于沥青路面具有施养简便、行车舒适、平整耐磨等优点，故广泛应用于我国高速公路工程建设中。

随着我国经济及交通的迅速发展，导致高速公路的交通现状逐渐表现为流量大、速度高、轴载重的特点，因此沥青路面在超载重载长期作用下经常容易产生车辙、开裂等病害，使得沥青路面的使用性能及寿命降低，从而严重影响到高速公路的行车舒适和安全。

为了研究沥青路面的破坏机理以及在不同荷载条件和温度和各层间接触状态等条件下，路面应力应变变化规律，本文系统阐述了荷载、温度、层间接触状态已经不同路面结构组合对沥青路面结构力学的响应机理和研究方法。

结合人为因素和自然因素等实际情况，为相关分析研究提供参考。

关键词：路面力学响应；温度；车辆荷载；层间接触状态；路面结构组合0引言国内外大量研究表明，对沥青路面力学响应影响比较明显的因素主要有荷载、温度以及各层间接触状态等。

荷载的大小不同、荷载接触形式的不同和作用的组合形式不同对路面力学响应的影响不同。

而沥青又是一种典型的温度敏感性材料，其力学特性随温度的变化而显著变化。

层间接触状态的良好与否，同样也层间是否出现滑移剪切破坏的重要原因。

研究在不同因素影响下的路面力学响应，为更加科学合理的路面设计方案提供必要的参考。

探究不同的路面结构形式和不同结构组合的沥青路面不同的力学响应，从而能够了解不同路面结构沥青路面的特性，完善不同路面结构沥青路面的设计过程。

1荷载在沥青路面的力学性能分析时，通常把轮胎与路面的接触面作为路面受力分析的影响区域。

为了计算方便，一些学者对沥青混合料模量的研究时，常将接粗面假定为规则的几何图形进行力学计算。

而谢水友[1]认为，接触面形状与作用的荷载大小有关，当作用的荷载较小时，接触面形状为椭圆形；当作用的荷载较大时，接触面的形状为矩形。

彭卫兵[2]等人又认为，轮胎与路面的接触形状应该是一个矩形加两个半圆的形状。

假定的接触面形状不同，力学分析所得的结果也就不同。

移动荷载作用下沥青加铺层结构动力响应分析

维普资讯
１０
广西工学院学报
００
第１７卷
一一＂导辎重』］
Ｋｈ荷载作用的时间分别为００７Ｓ００９Ｓ和００６Ｓ，ｍ／．．１、．０．０计算时间总长度为１ｓ．进行动力分析时采用完整的系统矩阵计算瞬态响应￣ｌ求解法，ｕｌ瞬态动荷载激励采用矩形波方式进行计算。行动力响应分析时进
Ｊｎ．０６ｕｅ２０
１０・４０（０６０ — ０９００４６１２０）２００— ４
移动荷载作用下沥青加铺层结构动力响应分析
杨斌陈拴发。王秉纲。，，
（．广西大学土木建筑工程学院，１广西南宁５００；３０４２．长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，西西安７０６）陕１０４
维普资讯
第１卷第２期７２００６年６月
文章编号
广西工学院学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＵＡＮＧＸｌＵＮＩＲＩＦＴＥＨＶＥＳＴＹＯＣＮＯＬＹｏＧ
Ｖｏ１７Ｎｏ．．Ｉ２
速较低的情况下基本上是合理的。然而，明显的运动荷载作用下，在静力荷载模式与车辆行驶过程中对路面
的实际作用之间的差异很大。目前对道路结构动力学的研究主要有两种方法：一为解析法，为有限元法。二解

设级配碎石过渡层沥青路面的非线性力学响应分析

施
ＣｏｓｕｔｎＭａｈｎｒｎ￣ｃｉｏｃｉｅｙ
＆械Ｃ
＆施工
技术
ｃｎｏｙｏｓｒｃｉｎＴｅｈｏｌｇｎｔｕｔｏ
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设级配碎石过渡层沥青路面的非线性力学响应分析
减小。
【ｓｒｃＩｏｄｒｏｄｔｒｉｅｔｅｓｒｃｕａｆｎｔｎｆｓｈｌｐｖｍｅｔｗｉｒｎｉｏｙｒｔｅａａｓＡｂｔａｔ】ｎｒｅｅｅｍｎｈｔｕｔｌｕｃｉｓｏｐａｔａｅｎｔｔａｓｔｎｌｅ，ｈｎｌｉｔｒｏａｈｉａｙｓ
【键词】路工程；青路面；线性；学响应关道沥非力【ｅｏｄＫｙｗｒｓ】ｒａｎｉｅｒｇａｐａａｅｎ；ｏｌｅｒｍｅｈｎｃｌｅｐｎｅｏｄｅｇｎｅｉ；ｓｈｌｐｖｍｅｔｎｎｉａ；ｃａｉａｒｓｏｓｎｔｎ
厚度增大，层层底拉应力和过渡层剪应力减小；渡层厚度增大，层剪应力、底拉应力和过渡层剪应力略有增基过面层大，基层层底拉应力明显减小；层厚度增加，层剪应力、底拉应力和过渡层剪应力增加，层层底拉应力明显但基面层基
董
鑫马朝鲜。，
ＤｏＮＧ × ｉ．ＭＡｎ’ Ｃｈａｏ— ａｎｘｉ

旧水泥路面沥青加铺层层间压应力论文

旧水泥路面沥青加铺层层间压应力论文
摘要：由于沥青加铺层层间剪应力受基层的影响很小，故在建模中略去水泥板下的半刚性基层，通过调整土基的当量回弹模量间接反映板下的半刚性基层。

前言
经过国内外许多专家的多年研究，仍然没有把新加铺的沥青面层很容易产生裂缝、剥落等破坏这一系列问题给解决，可见沥青面层很容易产生裂缝、剥落等破坏性很大的病害。

本文从多方面分析并提出相应的解决方法。

1计算模型建立
1.1假设条件
沥青加铺旧水泥混凝土路面结构，既不同于沥青路面，也不完全等同于复合式路面，但仍然可以视为弹性层状体系。

力学计算与数值模拟的假设条件是：路面结构层厚度均匀，水平方向（纵向）无限大，路基为半无限体，材料均匀、各向同性、线弹性。

1.2模型建立
由于沥青加铺层层间剪应力受基层的影响很小，故在建模中略去水泥板下的半刚性基层，通过调整土基的当量回弹模量间接反映板下的半刚性基层。

如图1 所示，将加铺层结构视为三层体系，包括沥青加铺层、水泥混凝土层、基础。

在旧水泥混凝土路面上加铺沥青层，层间接触面是路面结构抵抗水平剪力的薄弱环节。

由于水泥混凝土和沥青混凝土的模量相差较大，且层间可能出现不连续的情况，沥青层
底面不易求得最大剪应力（即使求得，其值也较水泥混凝土板面上的剪应力要小），因此采用水泥混凝土板面上点的最大剪应力作为层间的最大剪应力。

计算时，考虑在双圆均布垂直荷载与水平荷载综合作用下层间剪应力，水平力系数取为0.5，根据试验路及已有经验选取计算参数（如表1 所示）。

破裂水泥混凝土路面板沥青加铺层温度应力影响因素分析

Ｏ５Ｏ５０１２３４５６
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表１路面板破裂尺寸对温度应力的影响对于旧水泥混凝土路面来说，通板块尺ｏｘ。ｙ。ｚＴＴｙｚＴ垃。１。２ｄ３。ｅＴｍＯ，ｇ过铺设沥青加铺层的途径会导致温度矿应力和车辆荷载的耦合作用，这样一懈ｃｃｍｍ × ｍ５Ｏ０ｃＩＴｔ３．６１６１．０３３ｘ０．１８１－０．Ｏ０２０．Ｏ００００１１３．６１６１．０３３０．１８１３．０９８１．７１８来其接缝处的沥青加铺层很容易出现 × ｍｍ反射裂缝，导致加铺层的使用寿命大３７５ｃｍ３大缩短。在这一背景下，国内外很多道２５０Ｃｍ２．９６１０．８５９０．１４７－０Ｏ０１ — ０．Ｏ０１０．０２ ∞ １ｎ２．９６ ” ２０．札８５９０．１４７２．５３５１．４０８路工程界的专家和学者通过多种途径 × 来防止或减少沥青加铺层的反射裂ｎ缝，在这些措施里，稳定处理旧水泥混凝土板块进行冲击破裂是比较常见的０６拍２９５善：＂９Ｄ改建措施。对于旧水泥混凝土路面板拉丝，在破裂稳定处理后直接加铺沥Ｊ２２３青层或经过补强后再加铺沥青层有利弱 ∞ ∞ 控于预防反射裂层产生，而研究荷载应表２降温幅度对沥青加铺层温度应力的影响㈨伽力和温度应力有利于确定旧水泥混凝土板的破裂尺寸，同时可以准确确定降温０× 。ｙ。ｚ ∞ Ｔｘｙｙ沥青加铺层的合理厚度。所以，本文计幅度／肌。算了沥青加铺层的温度应力，分析了 ℃ 影响温度应力的因素。眦一㈣啪１破裂板几何尺寸啷伽Ｌ∞∞∞∞ 腓计算的主要参数是：水泥混凝土路面板的厚度ｈｃ是２２厘米，它的弹性模３２３量Ｅｃ是３００００ＭＰａ，破裂板块平均尺寸 ∞ 站叮帖 ¨ 选择的是５００ｃｍ ×３７５ｅｍ、２５０ｅｍ× １８８ｃ１１１、ｌＯＯｃｍ ×９４ｃ１１１、５０ｅｍｘ５４ｃｍ这ｍ舶ｍ２．１％，所以曲线下降速率比较快。加铺层厚度平均每增大ｌｃｍ，４种，基础当量模量Ｅ０是ＩＯＯＭＰａ，沥青混合料模量Ｅａ是１２００ＭＰａ，了８会下降０．２０９、ｏｒｅ会下降０．１７８、Ｔｍａｘ下降０．０９９ＭＰａ，这些数沥青加铺层厚度ｈａ是１２ｅｍ。沥青加铺层温度应力计算结果见表１。盯１虬 ∞ 沥青加铺层坫 ∞ 拍据表面增大混凝土破裂板上的厚度时，加铺层温度应力２降温幅度所以，在寒冷地区或温差较大的地区，通过一定厚度的如果假设沥青加铺层表面降温的幅度分别是一５、一１０、一１５、也得到减小，５２０、一２５及一３Ｏ ℃，而破裂板块平均尺寸是ｌＯＯｃｍ×９４ｃｍ，其它的参沥青加铺层厚度可抵抗温度应力。

双层连铺大厚度水泥稳定碎石基层沥青路面力学响应分析

Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2021, 10(2), 152-158Published Online February 2021 in Hans. /journal/hjcehttps:///10.12677/hjce.2021.102017双层连铺大厚度水泥稳定碎石基层沥青路面力学响应分析吴辉本1，张正超2，马天武1，张国良3，闫翔鹏21滨州市公路事业发展中心，山东滨州2山东省交通科学研究院，山东济南3山东省滨州公路工程有限公司，山东滨州收稿日期：2021年1月23日；录用日期：2021年2月15日；发布日期：2021年2月24日摘要静态层状弹性体系是我国沥青路面结构设计计算及力学响应分析的理论基础，该方法通过路面结构路表弯沉、基层层底拉应变及沥青层层底拉应变的大小来表征路面结构强度。

本文通过有限元分析软件，计算了某国道改建工程两种路面结构形式的力学响应情况，计算结果表明：水泥稳定碎石基层采用双层连铺施工工艺比传统三层连铺的路表弯沉、基层层底拉应变和沥青层底拉应变均较小，路面结构抵抗疲劳荷载和协调变形能力更佳。

关键词双层连铺，大厚度，水泥稳定碎石基层，PLAXIS，力学响应，有限元模拟Analysis of Mechanical Response ofAsphalt Pavement with Double-LayerContinuously Paved Cement StabilizedMacadam BaseHuiben Wu1, Zhengchao Zhang2, Tianwu Ma1, Guoliang Zhang3, Xiangpeng Yan21Binzhou Highway Development Center, Binzhou Shandong2Shandong Transportation Research Institute, Jinan Shandong3Shandong Binzhou Highway Engineering Corporation, Binzhou Shandong吴辉本等Received: Jan. 23rd, 2021; accepted: Feb. 15th, 2021; published: Feb. 24th, 2021AbstractThe static layered elastic system is the theoretical basis for the design calculation and mechanical response analysis of the asphalt pavement structure in our country. This method characterizes the strength of the pavement structure through the surface deflection of the pavement structure, the tensile strain of the base layer and the tensile strain of the asphalt layer. This paper uses finite element analysis software to calculate the mechanical response of the two pavement structures of a national road reconstruction project. The calculation results show that the cement stabilized macadam base layer adopts double-layer continuous paving construction technology than the tra-ditional three-layer continuous paving road surface deflection. The tensile strain at the bottom of the base layer and the tensile strain at the bottom of the asphalt layer are both small, and the pavement structure has better resistance to fatigue loads and coordinated deformation.KeywordsDouble Storey, Large Thickness, Cement Stabilized Macadam Base, PLAXIS, Mechanical Response, Finite Element SimulationCopyright © 2021 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言水泥稳定碎石原材料丰富、施工工艺简单、造价低廉、整体强度高，是我国最为常见的典型公路基层结构形[1] [2]。

冲击压实破裂稳固后对沥青混凝土加铺层结构影响的数值分析

冲击压实破裂稳固后对沥青混凝土加铺层结构影响的数值分析吕蒋聪;任岐岗【摘要】采用有限元分析法,利用Ansys软件结合薄板理论和弹性地基板理论,建立板单元和连续半空间地基上的破裂后旧混凝土板块群与新加铺沥青混凝土路面的力学模型[1],计算分析加铺沥青混凝土面层厚度、基层强度及旧水泥混凝土路面破裂块度大小对加铺层结构的影响.%This paper uses finite element method. Establish mechanical model of bunt old concrete base plate and new asphalt concrete pavement overlay on plate element and continuous half-space foundation combining with thin plate theory and the theory of elastic foundation. Analyze the impact of the thickness of asphalt concrete overlay and the base strength and the size of broken cement concrete pavement block on overlays.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2012(037)002【总页数】4页(P53-56)【关键词】破裂稳固;冲击压实;有限元法;加铺层【作者】吕蒋聪;任岐岗【作者单位】广东省冶金建筑设计研究院,广东广州510080;华南理工大学土木与交通学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】U415.12水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层，即俗称的“白加黑”法，可以有效改善路面使用性能。

目前路面加铺普遍采用“白加黑”法，但是由于新旧两层是两种不同性质的材料，采用力学分析起来比较困难。

沥青稳定碎石基层对沥青路面力学的特性影响分析

2 路面结构参数与模型
为了更好的模拟实际沥青路面结构力学响应，本文采用三维 ABAQUS 有限元模型进行分析，根据已有的研究，模型中将规范中的圆形均布荷载简化成单一的矩形（ 226． 5 mm × 156 mm），其所受压力值为 0． 7 MPa，不考虑水平荷载的作用。采用弹性层状体系理论，水平方向的 X 与 Y 轴方向各位 6 m，
Asphalt Macadam Mechanical Properties of Asphalt Pavement Impact Analysis
CHEN Yongjun （ Hunan Nanyue Expressway Construction Development Company Ltd，Changsha，Hunan 410005，China）
3 设计指标的选取
在实际的路面设计指标选取时，应根据沥青路面的破坏模式来分别选取。根据最新的研究方向，沥青路面破坏模式构成有沥青疲劳开裂、无机结合料稳定层疲劳、路基永久变形、沥青层永久变形和沥青低温缩裂，选择控制沥青层永久变形的设计指标，而沥青路面的永久变形中最重要的为车辙，其影响因素较多，在此仅就沥青层内的剪应力最大值进行初步分析。规范上还有一个验算指标，就是层底拉应力。实际上，路面破坏最直接的原因是应变过大引起的，虽然应力指标通过弹性力学理论转换成应变指标，但是应力指标不易测的，没有应变指标更为直观。鉴于以上两个指标的不足，国内外许多道路工作者在寻找新的路面设计指标，结合国外长寿命路面破坏的形式和沥青路面不同的破坏模式，选取沥青层底最大拉应变、联结层层底最大拉应力、路基顶面最大压应变和沥青层内最大剪应力作为控制指标。
图 3 ATB 厚度模量对 ATB 结构沥青层内最大剪应力的影响

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含破碎层沥青加铺层的力学响应论文
【摘要】研究分析了破碎层计算模型机材料属性，运用ABAQUS 软件对试验段加铺层路面进行三维有限元分析，经过模拟计算，试验段沥青加铺层厚度能够满足道路设计要求。

0绪论
含破碎层的沥青加铺层力学相应规律研究目前存在多种方法及手段，为充分获取含破碎层的加铺路面的力学响应规律，如何建立及选取数值计算力学模型为力学分析关键。

目前针对沥青路面的数值分析主要有有限元软件计算（如ABAQUS、ADINA、ANSYS、MARC）、BISAR程序计算、KENLAYER程序计算等工具来实现。

本文采用美国 ABAQUS 公司研制开发的ABAQUS软件进行有限元分析计算[1]。

1 ABAQUS 有限元软件的介绍
ABAQUS是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。

ABAQUS有限元软件由美国ABAQUS公司研制开发的，在国际上被公认为是功能最强大的有限元软件之一，可以分析各种力学系统，特别是能够处理非常复杂的力学问题和模拟高度非线性问题。

2破碎层计算模型及材料属性
2.1破碎层的计算模型
根据国内外研究表明破碎层散粒体特性比较明显，主流的破碎层计算模型主要包括整体（连续）介质模型以及粒状（不连续）介质模
型。

整体（连续）介质模型将破碎层认为是一个统一的整体，其内部位移与应力为连续变化，在极限内摩擦力与粘聚力范围内具有较好的抗拉和抗剪的能力，因此该模型又可称为粘性散粒介质。

粒状（不连续）介质模型是将破碎层定义为由相互接触的各种形状的颗粒组成，且各颗粒之间的相互作用服从概率法则。

在本次试验研究中，将破碎层视为整体介质，引入并改善上述两种模型，利用沿着破碎层任意断面连续分布力替代单颗粒接触点的力，以此提高研究精度。

2.2破碎层的材料属性
目前国内外学者用来描述材料属性的模型主要有两种：弹性（包括线弹性、非线性弹性）模型以及弹塑性模型。

破碎层产生塑性变形的根本原因是由破碎层颗粒间接触点上实际传递的应力，超过以连续介质模型为基础计算得到的平均应力而引起的。

研究发现，平均应力不大时，而接触点的实际应力可能使得单个颗粒强度达到极限强度，从而使变形带有塑性的性质。

如果有较多单个颗粒超过了极限强度，则整个破碎层的变形将有一部分不可恢复[2-4]。

根据当前研究表明，水泥混凝土的抗压强度可达到几十MPa，表明使碎石化颗粒产生塑性变形，则在单个颗粒上的应力必须大于水泥混凝土的抗压强度。

但在沥青加铺层表面作用标准轴载（0.7MPa）或重载（1.0MPa）的条件下，破碎层颗粒间传递的应力达到几十MPa难
度较大，出现塑性变形的可能性较小。

3含破碎层的沥青加铺层路面有限元模拟
3.1模型的基本假定和基本设置
（1）模型及单圆模型：模型建立轴对称模型，单元模型采用的是线性六面体C3D8R单元；
（2）材料属性：路面结构为弹性层状体系，各结构层材料均为线弹性，用弹性模量E、泊松比μ表征；
（3）各结构层层间为完全连续，用Tie进行约束；
（4）模型尺寸模型的尺寸为2.192m（沿行车道方向）×2.5m（沿道路横向）×2m（深度方向）；
（5）边界条件：地基地面固定（Encastre），轴线及周边施加水平方向的约束。

（6）荷载条件：取标准荷载100KN，不考虑轮胎胎壁刚度的影响，接地压力取胎压为0.7MPa。

3.2模型计算参数的定义
在借鉴国内外已完成的碎石化工程的部分研究成果基层上，为下一步提供准确的设计参数及设计依据，本文对试验段的实验及检测结果进行了分析，为力学机理数值分析、设计方法研究做准备，提供一定的基层材料，同时为施工工艺及质量控制标准提供实际依据。

以沥青层厚度为22cm，模量1500MPa；破碎层厚度22cm，模量900MPa；水稳层厚度32cm，模量900MPa；山皮石厚度15cm，模量100MPa，土基层厚度110cm，模量60MPa，为基本模型，将此路面视为典型的碎
石化路面结构。

4 实例应用
试验路段采用的路面的加铺形式为4cm（SBS）SMA-13+6cm（SBS）AC-20+12cmATB-25，所采用的路面厚度均比前面三种计算的路面厚度要厚，这是考虑到共振破碎计算在我国刚刚开始，各种设计方法还不成熟，道路超载情况比较严重，因此，采取比较保守的设计方法。

运用ABAQUS软件，通过对路面加铺层进行三维有限元分析，分析路面加铺层厚度是否符合设计规范的要求。

ATB-25回弹模量为1000MPa，AC-20回弹模量为1200MPa，SMA-13回弹模量为1400MPa，破碎层回弹模量由当量回弹模量反算为903.5MPa，水稳层的回弹模量为867.9MPa，山皮石层当量回弹模量无法检测，参照规范回弹模量取值为100MPa，土基层回弹模量由查表可知为32MPa。

○1对弯沉的分析
运算后，取沿沥青加铺层表面横向穿过荷载中心的路径，统计在这条路径上的弯沉变化。

在荷载中心处的最大弯沉值为34.1（0.01mm），小于路面设计弯沉值34.3（0.01mm），符合设计要求。

○2沥青层层底拉应力
在沥青层层底，沿道路横向，选择一条穿过荷载中心的路径，分别统计沿道路纵向和横向的层底拉应力，在荷载中心处及周围沥青层层底受拉应力，最大拉应力为0.201MPa，小于容许应力0.23MPa，符合设计要求。

○3土基层层顶最大压应变
在模型的土基层顶面，沿道路横向，选择一条穿过荷载中心的路径，统计在荷载作用下的土基层层顶最大压应变。

由加铺路面设计年限内当量轴载次数为17077570 ，计算可知，土基层最大压应变为0.000239，在荷载的中心处出现最大的压应变为0.000177，小于土基层允许压应变0.000239。

通过对路面结构模型进行三维有限元模拟分析，可知，试验路段的弯沉值、沥青层层底拉应力、土基层层顶压应变均满足设计要求[7]，试验路段采用的加铺层厚度设计是可行的。

5 结论
研究分析了破碎层计算模型机材料属性，运用ABAQUS软件对试验段加铺层路面进行三维有限元分析，经过模拟计算，试验段沥青加铺层厚度能够满足道路设计要求。

【参考文献】
[1] 庄茁张帆 ABAQUS 非线性有限元分析与实例.北京：科学出版社.2005.3
[2] Dowding C H. Construction Vibration [M].Prentice Hall Upper Saddle River.1996.
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[4] Federal Aviation Administration （FAA）. Item p-215 Base Course From Rubblized concrete Pavements [S] . Engineering Brief NO.66 February 13 2004
[5] 徐柱杰.旧水泥混凝土路面共振碎石化及加铺技术 [D] 同济大学 2008年
[6] 罗青海.共振破碎改造旧水泥混凝土路面机理及效应研究
[D] 重庆交通大学 2011年
[7] 中华人民共和国交通部.公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）.北京：人民交通出版社，2006.。