柔性基层和半刚性基层沥青路面有限元对比分析

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1、公路交通技术2013年8月第4期TechnologyofHighwayandTransportAug．2013No．4柔性基层和半刚性基层沥青路面有限元对比分析刘鹏飞。，杨刚，梁乃兴(1．中交第二公路勘察设计研究院有限公司，武汉430056；2．重庆交通大学，重庆400074)摘要：通过级配碎石承载板试验建立级配碎石基层材料的非线性承载力本构模型公式，利用ANSYS通用有限元软件建立柔性基层沥青路面典型结构平面模型。对粒料基层沥青路面和半刚性基层沥青路面结构受力进行分析，包括柔性基层沥青路面在不同受力条件下应力、应变的传播规律以及与半刚性基层

2、沥青路面之间的应力、应变传播差异。关键词：非线形模型；有限元；应力；应变文章编号：1009—6477(2013)04～0028—04中图分类号：U416．217文献标识码：AFiniteElementComparativeAnalysisforAsphaltPavementwithFlexibleBaseCourseandSemi-rigidBaseCourseLIUPengfei‘，YANGGang，LIANGNaixingAbstract：Basedongradedgravelbearingplatetestthispaperestabl

3、ishesformulaeofconstitutivemodelofnonlinearbearingcapacityofbasecoursematerialsofgradedgravelandbuildsplanarmodeloftypicalstructureofasphaltpavementwithflexiblebasecoursebymeansofANSYSuniversalfiniteelementsoftware．Thepaperanalyzesstructuralstressofasphaltpavementwithaggreg

4、atebasecourseandsemi—rigidbasecourse，includingpropagationlawsofstressandstrainofasphaltpavementwithflexiblebasecourseunderdifferentstressconditionsandpropagationdifferencesofstressandstrainfromasphaltpavementwithsemi—rigidbasecourse．Keywords：nonlinearmodel；finiteelement；str

5、ess；strain在1987年9月召开的第18届世界道路会议上，各国学者普遍认为半刚性基层道路表面产生的1级配碎石材料本构模型建立裂缝是由半刚性基层引起的反射裂缝，而级配碎国外研究大多采用重复三轴试验，并建立粒料(砾)石作为路面结构的基层及底基层具有良好水回弹模量与应力状态的关系。国内一些学者如凌天稳定性，对于防止路面结构反射裂缝等均具有较好清在野外足尺试验基础上建立了粒料基(垫)层效果。级配碎石强度主要来源于碎(砾)石颗粒本材料回弹模量与粒料层厚度和基础(下卧层)模量身的强度以及碎石颗粒之间的嵌挤力。级配碎之间的回归关系模型，其可用于道路

6、路面结构非线(砾)石、天然级配砂砾以及填隙碎石等粒料材料的性、铁路路床和砂砾石换填路基的力学分析，计算公变形特性相当复杂，其变形可归结为结构变形和颗式如下：粒自身变形2种基本形态。结构变形是各颗粒之间E：=(2)Eo。(1)位置相互转移的结果，是不可恢复的变形；颗粒自身式中，E为天然级配砂砾的回弹模量，MPa；h为天变形是连续的，一般呈非线性状态。对于级配碎然级配砂砾结构层的厚度，cm；E。为对应测点土基(砾)石基层的研究和应用，主要是通过获得高质量回弹模量为与材料有关的系数。的碎(砾)石材料和高密度的良好级配并采取良好梁乃兴基于德国学者We

7、llner的模型，针对的施工压实手段来提高级配碎(砾)石的强度和稳粒料材料的特点提出了非线性理论模型，其公式如下：定性，以降低行车作用下的永久变形。E=(a+bor3)Or1+d。(2)收稿日期：2013—02—21作者简介：刘鹏飞(1974一)，男，黑龙江省嫩江县人，本科，高工2013年第4期刘鹏飞，等：柔性基层和半刚性基层沥青路面有限元对比分析29式中，dr为大主应力，kPa；tr，为小主应力，kPa；口、b、d获得。级配碎石材料的特点是：透水性较好，不易冰为回归参数，均根据室内承载板试验的数据并利用冻，但施工时压实困难。回归理论获得。由

8、于级配碎(砾)石材料是典型的非线性材料，对于级配碎石基层非线性分析模型较多，结论其回弹模量是随应力水平的变化而相应变化，故进不一，但有一点是可以肯定的，即级配碎石基