排水沥青路面合理厚度研究.pdf
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1、l 6 O 四川建筑科学研究 S i c h ua n Bui l di n g Sc i e n c e 第3 8卷第5期 2 0 1 2年 1 0月 排水沥青路面合理厚度研究 李 侠 ( 1 西安财经学院管理学院, 陕西 西安7 1 0 0 6 1 : 2 长安大学环工学院, 陕西 西安7 1 0 0 5 4 ) 摘要: 通过建立基于粘弹性理论有限元模型, 对标准轴载作用下排水性沥青路力学响应进行研究, 对不同厚度下 路面力学分布规律、 温度应力对排水沥青路面影响、 半刚性基层裂缝在排水性沥青路面内扩展情况等进行了计算, 并以计算结果为依据从优化排水性路面结构、 防止循环温度荷载对路面破坏
2、、 路面抗裂性能等角度出发对排水性 沥青路 面的厚度进行 了推荐。 关键词 : O G F C; F E M; 温度应力 ; 合理 厚度 中图分类号: T U 5 3 5 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 2 ) 0 51 6 0 0 3 S t u d y o n r e a s o n a b l e t h i c k n e s s o f d r a i n a g e pa v e m e n t L I Xi a | , ( 1 S c h o o l o f Ma n a g e m e n t , X i a n U n i v e
3、r s i t y o f F i n a n c e a n d E c o n o mi c s , X i a n 7 1 0 0 6 1 , C h i n a ; 2 C o l l e g e o f E n v i r o n m e n t a n d E n g i n e e r i n g , C h a n g a n U n i v e r s i t y , X i a n 7 1 0 0 5 4, C h i n a ) Ab s t r a c t : T h i s p a p e r s t u d y o n t h e s t r e s s r e s
4、 p o n s e o f OGF C p a v e me n t u n d e r s t a n d a r d a x l e l o a d t h r o u g h e s t a b l i s h i n g fi n i t e e l e me n t mo de 1 Th e s t r e s s r e s p o n s e o f p a v e men t wi t h di ffe r e n t t h i c kn e s s a n d t e mp e r a t ur e s t r e s s wer e c a l c u a t e t
5、o e v a l ua t e t h e i nflu e n c e f r o m t r a f fic c a p a c i t y, t e mp e r a t ur e a n d r e s i s t i n g c r a c k r e fle c t i o n Ba s e d o n t he c o mpu t e d r e s u l t e d, t h e r e a s o n a b l e t h i c kn e s s o f OGFC pa v e me nt wa s d e fi n e d w i t h c o n s i d e
6、 r i n g t r a ff i c , t e mp e r a t u r e a n d r e s i s t i n g c r a c k r e fl e c t i o n Ke y wo r ds: OGFC; F EM ; t e mpe r a t u r e s t r e s s; r e a s o n a b l e t h i c k n e s s 0 前言 随着我 国高速公路的飞速发展 , 交通量的增大 , 车速的提高, 人们在享受现代化交通 的同时也越来 越多的受到交通事故的威胁。引起交通事故的原因 是多方面的, 其中路面的抗滑性能的降低和降雨水 膜
7、的存在是造成交通事故的重要 因素 , 排水性沥青 路面这种结构 的沥青路面能够很 好 的解决这个 问 题 。 虽然排水性沥青路面有很多优点, 但是它 的使 用具有一定的局限性 。应根据当地的地理环境及气 候条件推广应用 , 不 宜在风沙大、 降雨少 的地 区应 用 , 不适宜于重载交通。排水性沥青路 面的最大问 题是路面本身的磨损和环境中粉尘污物对空隙的堵 塞, 容易出现裂缝 , 且养护困难 4 。 。目前 , 对于排水 性沥青路面主要集中在对于 O G F C配合 比设计和施 工工艺方面, 对排水路面合理厚度方 面研究 尚少。 本文建立了有限元模型 , 对标准轴载作用下排水性 收稿 日期 :
8、 2 0 1 2 4 ) 2 - 0 8 作者简介 : 李侠( 1 9 7 1一) , 女 , 陕西三原人 , 讲师 , 长安大学在读 博 士 , 主要从 事地质工程及 工程管理方面的教学与科研工作。 基金项 目: 高等学校博士点科研基金项 目( 2 0 0 9 0 2 0 5 1 2 0 0 0 8 ) E m a i l 1 i x i a l a o s h i 2 0 1 2 1 6 3 c o m 沥青路力学 响应进行研究 , 计算 了不同厚度下路面 力学分布规律、 温度应力对排水沥青路面影响 , 并提 出了基于不 同交通量, 不同温度分区以及抗 裂考虑 的排水路面合理厚度推荐。 1
9、 有限元模型建立 本文以我国常见的高速公路路面结构为例建立 三维有限元模型 。参考 国内外关于反射裂缝 的研 究 七 。 , 当裂缝正处于轮载边缘位置时, 面层受的集 中荷载达到峰值 , 容易造成反射开裂 , 因此本文计算 采用的荷载作用位置为裂缝边缘处, 如图 1 所示 , 计 算模型尺寸为 6 m 6 m, 材料弹性模型通过室 内实 20 一一 2 _ 2 0 5 10 OGF C- 】 3沥 督混凝 : 6 c m中粒式沥青混糕土 I 2 c m耜粒 式沥 青 混凝土 2 0 c n l一 : 灰稳 定碍石 图 1 计算 路面结构 Fi g 1 Pav e me nt s t r uc
10、t ure of c al c ul a t i o n 2 0 1 2N o 5 李侠, 等 : 排水沥青路面合理厚度研究 l 6 1 验及参考前人研 究成果得 出 , 见表 1 , 有 限元模 型如图2所示 , 计算单元采用有限元模 型的单元类 型采用 8节点缩减积分单元进行计算。 表 1 路面结构计算参数 Ta bl e 1 Pa r a me t e r s o f pa v e me nt s t r uc t ur e 图 2有 限 元模 型 Fi g 2 The fini t e e l e me nt mod e l 单元网格尺寸 0 0 6 m, 其中两端最大网格为 0 4
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