基于重载作用的某高速公路路面结构形式方案比选

基于重载作用的某高速公路路面结构形式方案比选基于重载作用的某高速公路路面结构形式方案比选 摘要：为确定某高速公路的路面结构形式，建立了 ANSYS 有限元模型，计算基于重载作用四种路面结构形式的路表弯沉、土基顶面压应变、水平拉应力和剪应力。得出，方案 5cmSup-12.5+7cmSup-19.0+8cmSup-25.0+8cmATB-25+32cm 级配碎石+15cm 水泥稳定碎石最优。 关键词：重载；路面结构；ANSYS；级配碎石 中图分类号：U416 文献标识码： A 文章编号： 目前我国的道路的交通状况受经济进展的影响，在公路运行的车辆中超限车辆几乎占据了 80%。超载车辆对路面损坏非常严重，并且这种损害一般表现为纵向裂缝和车辙，不仅加速了沥青路面破坏时间，更使路面的大修期变短，养护费用加大[1-2]。结合某高速公路采纳柔性基层的实际情况，本文主要分析超载车辆作用下级配碎石基层沥青路面与其它路面结构的受力对比分析，说明其优缺点，为提高沥青路面结构的使用性能和使用寿命提供理论依据。 1 沥青混凝土路面结构 路面结构根据层位和功能一般可分为面层、基层、底基层和路基四部分，其中面层还可以分为上面层、中面层、下面层。本文主要分析超载的轴型为单轴双轮组，根据我国现行路面设计法律规范中规定的标准汽车荷载 BZZ-100 的轮载 P=100/4kN，p=700kPa，，由于轮胎与接触面的形状长轴与短轴差别不大，在工程设计中一般将车轮载荷简化成当量圆形均布荷载，但是大量文献表明[3-5]，当轴载的增加，轮胎作用面积越接近矩形。为简化 ANSYS 有限元分析过程，本文将荷载面积看做矩形来分析，长、宽均为 0.2m，双轮中心间距为 1.5d=0.32m。 拟定的四种路面方案如表 1 所示。级配碎石基层路面结构参数来源于某高速施工图设计，其他路面结构的材料参数均来自《公路沥青路面设计法律规范》（JTG D50―2025）[6]，路基回弹模量由路表弯沉反算（表 2）。 表 1 四种路面结构方案列表 2 路面结构的变形状况 针对上述的四种路面结构，本文主要讨论其在不同超载情况下，国内外沥青路面结构设计的两大指标路表弯沉和土基顶面压应变的变化情况，针对其变化情况论证路面结构的合理性，并说明重载对路面的危害。 2.1 重载作用下对路表弯沉的影响 路表弯沉具有便于直接测量，可以很好的表征路面总体刚度，所以我国沥青路面设计法律规范把路表弯沉作为设计控制的首要指标，鉴于此，本文首先分析重载作用下的路表弯沉的变化规律。 表 3 重载作用...