浅析沥青路面近荷载区的力学特性浅析沥青路面近荷载区的力学特性 摘要：本文借助有限元方法，建立三维模型，通过讨论分析静载条件下近荷载区路面的应力应变响应规律。 关键词：沥青路面；近荷载区；力学响应 中图分类号：U416.217 文献标识码：A 一、引言 目前国内外讨论已经开始涉及应力与路面深度以及荷载影响范围有关的论述[1]。比如，逐渐倾向于认为沥青路面浅层 10cm 范围是 Top-Down 裂缝的主要扩展区域[2]，有的甚至提出 Top-Down 裂缝主要发生在距路表面 5~10cm 的位置，水平荷载大小对距离路表面10cm 的范围影响较大，以及水平荷载系数对靠近距路表面 2~3cm 范围内的最大剪应力影响显著等[3]。 二、路面近荷载区的力学特性分析 本文首先借助有限元软件 ANSYS 建立三维有限元模型，计算提取出沥青路面在一次加载作用下结构力学响应值。 (a) (b) (c) 图 1 沥青层内路面沿水平方向（X）、行车方向（Y）、路深方向（Z）应力图 图 1(a) ~ (c)分别是沥青层内路面沿水平方向、纵向行车道方向以及路深方向应力图。通过拉压应力分析可知，距轮外缘 250mm以内，与轮前缘及轮后缘共同包围的区域为路表面高应力区，路表高应力区沿路深方向的下移区为路深方向高应力区。在路表面高应力区中，轮隙中心路面承受较大拉应力，轮外缘路面承受较大压应力，轮外缘 250mm 处路面承受轻微拉应力。因此，近荷载高应力区主要是指距轮外缘 250mm 与轮前缘及轮后缘共同包围的沿路深 180mm的长方体区域。 (a) (b) (c) 图 2 沥青层内路面沿路宽（X）、行车道方向（Y）、路深方向（Z）应变图 图 2(a)~(c)分别是均布荷载作用下路面面层深度内路面沿水平方向、纵向行车道方向和路深方向应变图。通过拉压应变分析可知，拉压应变规律与拉压应力规律类似，只是沿路深方向的下移区有所不同。本算例中，距路表 65mm 范围内为路深向拉应变区，路表处为极大拉应变点，距离路表 65~180mm 深度为沿路深压应变区。距路表面 75mm 范围内为沿行车道方向压应变区，路表处为极大压应变点，75~180mm 深度为拉应变区。因此，近荷载高应变区同近荷载高应力区。 图 3 是沥青层内路面最大剪应力图 图 3 是沥青层内路面最大剪应力图。通过剪应力分析可知，近荷载高剪应力区类同拉压应力及拉压应变区，同时沿路深方向的下移区有所不同。本算例中，距路表面 70mm 范围（中上面层）为高剪应力区，路表处为极大剪应力点，70~110mm ...
