饱水状态下沥青路面结构孔隙水压力有限元分析饱水状态下沥青路面结构孔隙水压力有限元分析 摘要：利用有限元软件 ABAQUS 建立饱水时沥青路面有限元模型，确定模型结构的尺寸、参数。建立行车荷载下普通沥青路面结构与设排水基层路面结构饱水状态下的有限元模型，将荷载作用下两种路面结构在饱水状态下的孔隙水压力情况进行比较，通过对比来分析在饱水状态下设排水基层对路面结构的影响。 关键词：饱水状态； 沥青路面； 有限元 中图分类号：U416.217 文献标识码： A 文章编号： 沥青路面早期水损害现象在我国出现的较为普遍。道路路面在投入使用过一段时间后，无法避开的会出现各种病害，这些病害产生的一个重要原因就是水的渗入。路面结构中假如长期积滞自由水而不能及时排除的话将会对路面产生很多有害的影响[1~2]。目前国内主要采纳设排水基层的方式来预防水损害，但此问题的讨论必须在路面有水的环境下处于饱水状态的沥青路面，在车辆荷载的作用下，路面结构的孔隙和裂缝处将产生孔隙水压力，这是饱水时路面与无水时路面最主要的区别，因此孔隙水压力作为路面水损害的重要原因，分析沥青路面结构设置排水基层在饱水状态下孔隙水压力的大小及变化规律,为优化路面排水设计进而防治水损害提供理论基础。 1 饱水沥青路面结构分析模型 1.1 基本理论 本文将饱水的沥青路面结构用现代多孔介质理论[3]-Biot 理论来描述，沥青路面结构被视为理想的多孔介质和均质、各向同性、层间完全连续接触的线性弹性层状轴对称体系，基于有效应力分析基本方程，应用 ABAQUS 进行有限元计算分析。 1.2 有限元模型 将设有排水基层的饱水沥青路面结构视为层状多孔介质体，双圆竖向均布荷载作用于路表上，层与层之间的接触认定为完全连续。计算中假设路面结构内初始状态为零。沥青混合料、基层材料和路基土为固相，其上边界竖向和水平都是自由，下边界竖向和水平都是固定，当距路表足够深处时，径向和竖向位移为零，左右两侧边界为横向固定、竖向自由；充满于骨架空隙中的水（认为是不可压缩的）为液相，其左右两侧边界和除荷载位置以外的路表为透水条件，荷载位置和下边界为不透水条件(ABAQUS 认为不施加任何边界条件的边界假定为不排水条件)。路面结构采纳平面二维模型模拟，X 方向取 6m，Y 方向取 3m。 图 1 有限元模型网格划分 1.2 荷载施加 选用移动荷载讨论路面结构饱水时力学响应。车辆行驶过路面上的某一点，具有一定的时序性...
