平交路口荷载作用下沥青路面粘弹性力学响应研究.pdf

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1、ROADCoNSTRUCTIONANDMACHINERY文章编号：1000—033X(2015)10—0047—05平交路口荷载作用下沥青路面粘弹性力学响应研究张倩，范哲哲，李泽，石鑫(1．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055；2．石家庄交通运输局，河北石家庄050001)摘要：为探求平交路口处水平力对沥青路面面层材料力学响应的影响，根据粘弹性层状体系理论，采用ABAQUS软件建立半刚性基层沥青路面有限元模型，分析启动时水平荷载作用下平交路口沥青路面面层材料的粘弹性力学响应。结果表明，水平力的

2、作用增加了沥青面层间的正应力、剪应力及应变，使得面层材料推移变形的可能性大大增加，加速了沥青路面波浪、拥包等病害的产生。关键词：平交路口；水平力；有限元分析；粘弹性中图分类号：U416．217文献标志码：BViscoelasticResponseofAsphaltPavementUnderLoadsatGradeCrossingZHANGQian，FANZhe—zhe，LIZe，SHIXin(1．SchoolofCivilEngineering，xi’anUniversityofArchitecturean

3、dTechnology，Xi’an710055，Shaanxi，China；2．TransportationBureauofShijiazhuang，Shijiazhuang050001，Hebei，China)Abstract：Inordertoexploretheimpactofhorizontalforceonasphaltpavementmaterialsatthegradecrossing，a3Dfiniteelementmodelbasedonthetheoryofviscoelasticlay

4、eredsystemwaspresented．Amodelofsemi—rigidbaseasphaltpavementwasestablishedusingABAQUS．Thesimulationshowsthathoriz0ntalloadcanincreasenormalstress，shearstressandstrainbetweentheasphaltsurfacelayers．Thepossibilityofslippage，waveandpacketofasphaltsurfacelayer

5、sisincreaseddramatically，andthedeteriorationatthecrossingsisaggravated．Keywords：gradecrossing；horizontalforce；finiteelementanalysis；viscoelasticity用，未考虑水平力；李婷婷等研究了路面在垂直0引言力和水平力共同作用下的力学响应，但都采用线弹半刚性基层沥青路面具有施工周期短、养护维性模型，不符合沥青混合料的粘弹性特征。水平力修方便、行车舒适等优点口]，但是随着大量使

6、用，这是平交路口沥青路面产生波浪、拥包病害的主要原种路面结构出现了一些新病害特征，其中平交路口因，对路面的影响相当复杂，但限于试验手段难以进路面病害尤其突出。平交路口是道路交通的枢纽位行实测，一般只能借助数值模拟进行分析。作为一置，由于交通管制和信号灯的设置，车辆经常在平交种解析分析工具，有限元能较好地模拟非线性材料路口附近刹车停驻和启动，相比一般路段，平交路口的力学响应特性，计算复杂条件下的应力、应变；因路面承受了更大的水平力[3-6]。此，本文利用ABAQUS软件建立沥青路面三维有在路面力学响应模拟方面

7、，一些学者已进行了限元粘弹性分析模型，对其施加水平力和垂直力，模相关研究。戴震等建立了二维有限元模型，分析拟车辆启动时平交路口路面受力状态，分析沥青面了层间接触状态、加载特性等对沥青路面结构应力层的粘弹性力学响应。的影响，但二维模型不能真实反映三维道路的受力1建立三维有限元计算模型和应力、应变情况；马国存等研究了随机动荷载作用下沥青路面的受力特性，但只考虑了垂直荷载作分析模型为五层结构的沥青路面，路面总厚度收稿日期：2015-02—2O基金项目：陕西省自然科学基础研究计划项目(SJ08E208)；河北省交通

8、科技项目(Y2010090)；陕西省教育厅专项科研计划项目(12JK0795)47ROADCoNSTRUCTIONANDMACHINERY80000010OO日d，出删600000一～一一一一一一一●400000l23456789O1280OOO0O0OOOOOO00200000OOOO00O00O0OO日O0OO00OOOOOOO000OOOO0OO0OO0—OO0OO⋯OOOOOOOO0600一200000一