動載作用下瀝青路面三維力學響應有限元分析

李紅英

（鄭州市公路管理局，河南 鄭州 450001）

0 引言

隨著公路工程建設的快速發展，瀝青路面結構作為一種主要的高級路面結構形式被廣泛采用。但同時，隨著交通流量的日益增大以及車輛大型化和重載車比例的不斷增加，公路瀝青路面結構正在面臨嚴峻的考驗。很多采用瀝青路面結構的公路在使用一段時間后出現不同程度的問題，如裂縫、車轍、松散、沉陷等，這都嚴重影響了公路的高速、順暢交通。

為了能更好地使用瀝青路面，有必要對瀝青路面進行分析與研究。本文將根據實際情況，建立模型，對瀝青路面在動載作用下的三維受力情況進行分析，研究瀝青路面的損傷機理，以便能針對性地對瀝青路面進行改進，提高瀝青路面的耐用性及安全性。

1 模型參數的選取

模型中車輛荷載的確定參考《公路橋涵設計規范》［1］，采用自重300kN的汽-20級荷載，前軸重力為60kN，后軸重力為240kN。計算中考慮動力放大作用，將每根車軸上承擔的荷載提高，簡化為兩個沖擊荷載作用于地面。模型試驗中所加軸荷載的峰值是250kN，通過四個車輪（兩對）加載。

公路面層是路面結構中的主要承重部分，承受了大部分由車輛荷載引起的動附加應力［2］，故本研究主要分析面層性質對分層地基力學響應的影響，并進行界面損傷分析。本研究采用常用的路面結構層［3］，確定如表1所示的路面結構形式。基層為水泥穩定碎石，底基層為水泥穩定土。

表1 路面結構形式及計算參數

2 有限元計算模型

本研究以有限元分析軟件ANSYS7.0為工具對動載作用下的瀝青路面三維受力情況進行建模并分析［4］。……