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结构层模量对路面力学响应影响的三维数值分析

毛成 邱延峻

毛成, 邱延峻. 结构层模量对路面力学响应影响的三维数值分析[J]. 交通运输工程学报, 2003, 3(1): 35-39.
引用本文: 毛成, 邱延峻. 结构层模量对路面力学响应影响的三维数值分析[J]. 交通运输工程学报, 2003, 3(1): 35-39.
MAO Cheng, QIU Yan-jun. 3-D numerical analysis of influence of layer modulus on structural responses of asphalt pavements[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2003, 3(1): 35-39.
Citation: MAO Cheng, QIU Yan-jun. 3-D numerical analysis of influence of layer modulus on structural responses of asphalt pavements[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2003, 3(1): 35-39.

结构层模量对路面力学响应影响的三维数值分析

基金项目: 

教育部优秀青年教师资助计划项目 1900, EYTP of MOE, China

详细信息
    作者简介:

    毛成(1973-), 男, 四川荥经人, 西南交通大学博士生, 从事路基路面整体设计理论研究

  • 中图分类号: U416.217;U416.01

3-D numerical analysis of influence of layer modulus on structural responses of asphalt pavements

More Information
    Author Bio:

    MAO Cheng(1973-), male, a doctoral student of Southwest Jiaotong University, engaged in research of integrated design theory of roadbed and pavement structure

  • 摘要: 目前关于路面结构层模量对路面结构力学响应影响的研究一般是利用弹性层状理论进行分析。从三维数值分析的角度, 分别从路表弯沉、面层和基层内的压应力及拉应力等方面说明了结构层模量及基层条件对路面结构力学响应的影响。分析认为路面各结构层模量的提高能减小路面表面弯沉, 较高的基层模量会增大面层内的压应力, 较高的底基层模量能减小基层底面的拉应力。有关分析结果对路面结构的设计和施工具有参考价值

     

  • 图  1  路面结构计算图式

    Figure  1.  Pavement structure and load position

    图  2  网格划分

    Figure  2.  Mesh of analytical area

    图  3  不同方案下沿路面横向分布的路表竖向位移

    Figure  3.  Vertical displacements along pavement cross section in different scenarios

    图  4  轮隙中心下沿路面深度分布的竖向位移

    Figure  4.  Vertical displacements along pavement depth at center of dual tires

    图  5  不同方案下路面结构层内竖向压应力

    Figure  5.  Vertical compressive stress of surface lay in different scenarios

    图  6  沥青面层底面水平应力

    Figure  6.  Tensile stress at the bottom of AC layer

    图  7  基层底面水平应力

    Figure  7.  Tensile stress at the bottom of base

    图  8  6#计算方案下路面结构层内的σy

    Figure  8.  σy of pavement structure in No.6 case

    图  9  7#计算方案下路面结构层内的σy

    Figure  9.  σy of pavement structure in No.7 case

    表  1  计算分析方案

    Table  1.   Analysis scenarios

    结构层 各计算方案结构层模量/MPa
    1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8#
    上面层 1500 1500 1500 1000 2500 1500 1500 1500
    中面层 1200 1200 1200 800 1800 1200 1200 1200
    下面层 1200 1200 1200 800 1800 1200 1200 1200
    基层 1500 500 2500 1500 1500 1500 500 500
    底基层 800 800 800 800 800 200 200 200
    土基 40 40 40 40 40 40 40 80
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    表  2  各计算方案下的路表弯沉

    Table  2.   Surface deflection of pavement structures

    计算方案 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8#
    路表弯沉(A)/0.01 mm -24.36 -29.89 -22.88 -25.83 -23.12 -31.28 -38.72 -29.79
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    表  3  各计算方案下路面结构层内压应力

    Table  3.   Compressive stress of pavement structure in different scenarios /MPa

    计算方案 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8#
    中面层底压应力 -0.454 -0.397 -0.473 -0.468 -0.423 -0.438 -0.384 -0.385
    面层底压应力(B) -0.303 -0.260 -0.318 -0.368 -0.327 -0.339 -0.294 -0.295
    基层底压应力(C) -0.082 -0.086 -0.079 -0.104 -0.087 -0.072 -0.074 -0.079
    土基表面压应力(D) -0.014 -0.016 -0.013 -0.018 -0.015 -0.017 -0.020 -0.026
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    表  4  各计算方案下路面结构层内拉应力

    Table  4.   Tensile stress of pavement structure in different scenarios /MPa

    计算方案 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8#
    下面层底拉应力(B) -0.050 0.018 -0.080 -0.088 -0.030 -0.069 0.067 0.069
    基层底拉应力(C) 0.024 -0.005 0.044 0.028 0.037 0.141 0.052 0.046
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  • 收稿日期:  2002-07-28
  • 刊出日期:  2003-03-25

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