淺談路基回彈模量對瀝青路論文

　　目前，瀝青路面的早期病害問題突出，除重載和施工因素外，大多與路面性能及排水有關(guān)。下面是小編整理的淺談路基回彈模量對瀝青路論文，歡迎來參考！

　　摘要：

　　以半剛性基層方案為研究對象，采用BISAR3.0軟件，分析20~100MPa路基回彈模量條件下的路表彎沉值與面層剪應(yīng)力變化，最后根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果，得出以下結(jié)論：①伴隨回彈模量不斷增大，其對路表彎沉值帶來的影響逐漸減弱，新建公路回彈模量應(yīng)確定在40MPa以上；②路基的回彈模量并不會對面層上剪應(yīng)力造成太大影響。

　　關(guān)鍵詞：路基；回彈模量；路表彎沉值；面層剪應(yīng)力

　　0引言

　　回彈模量在瀝青路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計中十分重要，其數(shù)值大小不僅會對工程造價造成影響，還關(guān)系到公路整體使用品質(zhì)。本文借助BISAR3.0計算軟件，深入分析不同回彈模量對公路彎沉值和剪應(yīng)力造成的實際影響。

　　1路面結(jié)構(gòu)方案確定

　　對半剛性基層而言，其擁有良好的剛度、穩(wěn)定性和強度，適宜作為路面主要承載層，同時還具有造價低、設(shè)計與施工成熟等諸多優(yōu)勢，是國內(nèi)常用的典型路面結(jié)構(gòu)。運用單軸雙圓均勻荷載條件下的彈性層狀連續(xù)體系及其基本理論分析各種回彈模量水平下彎沉、剪應(yīng)力、面層壓應(yīng)力、基底拉應(yīng)力實際變化規(guī)律，以此明確回彈模量對于公路路面帶來的實際影響。此次分析過程中涉及到的參數(shù)有標(biāo)準(zhǔn)軸承、垂直荷載等，如果當(dāng)量圓的半徑等于10.65cm，則輪間距可確定為3倍當(dāng)量圓半徑。采用BISAR3.0軟件進行計算和分析，為方便計算，給出的假定條件有：路面的橫向用y軸表示；車輛行駛的方向用x軸表示，也就是路面的縱向；路面深度方向用z軸表示。在計算得出的結(jié)果當(dāng)中，拉應(yīng)力與壓應(yīng)力分別為正、負(fù)值。在對某個參數(shù)所具有的敏感性進行分析時，其余參數(shù)均不發(fā)生變化。

　　2回彈模量的實際影響分析

　　2.1彎沉影響分析

　　彎沉值是指路面中各個結(jié)構(gòu)層次和路基整體變形的總和。為分析彎沉值受回彈模量變化的影響，路基的回彈模量分別選擇九種情況，變化區(qū)間為20~100MPa（以10MPa標(biāo)準(zhǔn)遞增），各結(jié)構(gòu)層除彎沉值外的參數(shù)均不發(fā)生變化，通過對比深入分析路面結(jié)構(gòu)的受力，以此得出回彈模量實際變化趨勢。當(dāng)路基的回彈模量為20MPa時，路表和路基頂面的彎沉值分別為0.58mm和0.53mm，后者占前者92%；當(dāng)路基的回彈模量為30MPa時，路表和路基頂面的彎沉值分別為0.45mm和0.40mm，后者占前者90%；當(dāng)路基的回彈模量為40MPa時，路表和路基頂面的彎沉值分別為0.38mm和0.33mm，后者占前者87%；當(dāng)路基的回彈模量為50MPa時，路表和路基頂面的彎沉值分別為0.33mm和0.28mm，后者占前者85%；當(dāng)路基的回彈模量為60MPa時，路表和路基頂面的彎沉值分別為0.30mm和0.25mm，后者占前者83%；當(dāng)路基的回彈模量為70MPa時，路表和路基頂面的彎沉值分別為0.27mm和0.22mm，后者占前者82%；當(dāng)路基的回彈模量為80MPa時，路表和路基頂面的彎沉值分別為0.25mm和0.20mm，后者占前者80%；當(dāng)路基的回彈模量為90MPa時，路表和路基頂面的彎沉值分別為0.24mm和0.19mm，后者占前者79%；當(dāng)路基的回彈模量為100MPa時，路表和路基頂面的彎沉值分別為0.22mm和0.17mm，后者占前者77%。（1）路表彎沉值下降約62%，路基頂面彎沉值下降約67%，路基頂面彎沉值占路表彎沉值的百分比在77%~92%范圍內(nèi)，伴隨回彈模量不斷增大，其對路表彎沉值帶來的影響逐漸減弱；（2）相比較小的回彈模量所帶來的彎沉值實際影響較大，若回彈模量在40MPa以內(nèi)，彎沉值的曲線有較大陡度；而超過40MPa后，曲線較為平緩[2]。

　　2.2剪應(yīng)力影響分析

　　在車輪施加的橫向作用力下，面層將產(chǎn)生一定剪應(yīng)力。同樣借助BISAR3.0軟件，對不同回彈模量造成的剪應(yīng)力影響進行分析。在回彈模量小于30MPa的情況下，將單圓荷載的中心位置作為控制基準(zhǔn)點，重點探討深度和回彈模量對剪應(yīng)力帶來的影響。

　　2.3面層壓應(yīng)力影響分析

　　采用BISAR3.0軟件，對雙圓荷載中心各個位置上的面層底部豎向應(yīng)力進行計算，此時路基的回彈模量確定在30MPa。通過計算可得，在雙圓荷載中心外15.98cm的位置上，面層底部豎向應(yīng)力達到最大值。選擇不同層位，對深度造成的豎向應(yīng)力實際影響進行分析，選擇6cm,9cm和15cm層位，深入研究豎向應(yīng)力受基層模量的實際影響。從分析結(jié)果中可以看出，面層豎向應(yīng)力和深度成反比關(guān)系，即伴隨深度不斷增加，面層豎向應(yīng)力減少。路基的回彈模量不會對壓應(yīng)力造成太大影響。

　　2.4基底拉應(yīng)力影響分析

　　在半剛性基層中，無論層間連續(xù)或滑動，面層通常都處在受壓區(qū)，無法發(fā)揮控制作用，所以基底拉應(yīng)力為路面結(jié)構(gòu)的主要控制因素。實踐表明，基底拉應(yīng)力是結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生開裂現(xiàn)象的主要原因，路面使用時會受到荷載長期作用，長時間處在應(yīng)力和應(yīng)變的交迭變化情況下，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強度不斷降低。在荷載達到一定作用次數(shù)以后，基底拉應(yīng)力就會造成路面開裂。通過對基底拉應(yīng)力受路基回彈模量變化影響的分析可知，回彈模量由20MPa以10MPa標(biāo)準(zhǔn)上升至100MPa，基底拉應(yīng)力共降低31%。

　　3結(jié)論

　　本文借助BISAR3.0計算軟件，將半剛性基層方案作為主要研究對象，探討了不同回彈模量對于彎沉和剪應(yīng)力帶來的實際影響，最終可得出下列結(jié)論：（1）路基頂面的彎沉值約占路表彎沉值的80%~90%，而且伴隨回彈模量不斷增大，其對路表彎沉值帶來的影響逐漸減弱，回彈模量在40MPa以內(nèi)時，彎沉值的曲線有較大陡度，而超過40MPa后，曲線較為平緩�；�于此，新建公路回彈模量應(yīng)確定在40MPa以上，以此提升路面整體承載力。（2）深度在10cm以上時，面層剪應(yīng)力在深度不斷增大的情況下明顯降低，說明路基的回彈模量并不會對面層上剪應(yīng)力造成太大影響，提高回彈模量不是解決波浪、堆擠等病害的有效措施。（3）隨深度不斷增加，面層豎向應(yīng)力減少。路基回彈模量不會對壓應(yīng)力造成太大影響。（4）基底拉應(yīng)力是結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生開裂現(xiàn)象的主要原因，路基回彈模量的不斷增大，會降低對基底拉應(yīng)力造成的實際影響。

　　參考文獻：

　　[1]亢建勛.路基回彈模量變化規(guī)律及對瀝青路面結(jié)構(gòu)的影響[J].交通世界，2015（7）：108-109.

　　[2]蘇紅敏.路基回彈模量對瀝青路面設(shè)計參數(shù)的影響[J].黑龍江交通科技，2013（8）：9-10.

　　[3]李會勛.路基回彈模量對瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響分析[J].交通世界，2016（32）：34-35.

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