考虑防水层影响的沥青混凝土桥面铺装动力分析考虑防水层影响的沥青混凝土桥面铺装动力分析 摘要：本文利用 ANSYS 有限元软件对不同厚度防水层的箱型截面桥梁桥面沥青混凝土铺装在移动车辆荷载作用下进行动力学计算，通过对铺装层间各点应力状态的比较，分析防水层厚度对桥面铺装层间应力的影响。 关键字：有限元；桥面铺装；移动荷载；防水层厚度 中图分类号：U443.33 文献标识码：A 1 引言 近年来随着经济的高速进展，我国的高等级公路桥梁建设取得了突破性的进展。桥梁建设中对桥梁结构的设计和施工都十分重视，但对桥面的铺装问题还没有引起足够的重视。桥面铺装层直接承受车辆荷载的作用，既是保护层又是一个极其复杂的多向受力结构，不仅要求其有足够的强度、整体性和抗冲击和耐疲劳的特性，还要求具有良好的防水性能。本文中采纳抗拉强度大、延伸性好、耐高温、耐腐蚀、浸透性和热稳定性好的油毛毡作为防水粘结材料，利用有限元软件对不同防水层厚度下受移动车辆荷载作用的桥面铺装进行动力学计算，对铺装层间的应力状态与防水层的厚度关系进行比较分析。 2 ANSYS 有限元模型 2.1 模型力学分析的基本假定 （1）各铺装层与桥面材料都是完全弹性，均质，连续的各向同性材料； （2）各界面层间完全连续； （3）不考虑桥墩与承台处的变形。 2.2 有限元模型 利用 ANSYS 有限元软件建立混凝土箱型梁桥，跨径取为 18m。桥面铺装从下到上依次为 6cm 厚混凝土找平层、分别取用0.5、0.8、1、2、3、4、5cm 厚的防水层（油毛毡），6cm 厚的沥青（AC-20）下面层和 4cm 厚的沥青（AC-13）上面层。材料参数见表-1 所示[1]。单元选择为：防水层采纳壳单元（只有平面内刚度，没有平面外刚度），其余部分采纳 solid45 实体单元。模型的坐标系取为：横桥向为 X 方向，竖向为 Y 方向，顺桥向为 Z 方向，模型见图-1 所示。 图 1 桥面铺装有限元模型 表 1 铺装层材料参数 结构层材料 模量/MPa 泊松比 沥青上面层（AC-13） 1 400 0.35 沥青下面层（AC-20） 1600 0.25 防水粘结层（油毛毡） 150 0.30 水泥混凝土找平层 30000 0.15 混凝土桥面板 36000 0.15 《公路沥青混凝土设计法律规范》规定，道路路面设计荷载采纳双圆荷载，标准轴载为 BZZ-100，当量圆直径为 21.3cm，接触面的均布荷载为 0.7MPa。在本文的讨论中，将圆形荷载近似换算成边长为 20cm×18cm，竖直均布压力为 0.7MPa 的长方...
