总第316期交通科技SerialNo.3162023第1期TransportationScience&TechnologyNo.1Feb.2023DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2023.01.004收稿日期:2022-08-20第一作者:单超(1994-),男,工程师,学士。*天津高速集团科技项目(GS-YY-YH-2021-775)资助基于力学计算的基层裂缝修补需求分析*单超1李清华1曾庆伟2金光来2(1.中交一公局集团有限公司北京100024;2.江苏中路工程技术研究院有限公司南京210000)摘要沥青路面基层裂缝会严重影响路面整体结构的稳定性,为明确基层裂缝的修补需求,以典型高速公路为例,利用有限元软件ABAQUS对比分析移动荷载作用下,完整路面结构与存在基层裂缝路面结构的应力变化情况,并求得基层底部与顶部最大拉应力和剪应力。结合典型高速公路交通量,得出不同设计年限下基层裂缝修补需求。结果表明,当基层裂缝存在时,面层及基层的最大拉应力分别增加了140.00%、4.54%,面层最大剪应力增加了8.12%,基层最大剪应力降低了2.17%;设计年限为10年时,基层最大抗拉强度为1.0MPa,抗剪强度为0.95MPa。关键词道路工程裂缝修补力学计算半刚性基层中图分类号U416.2半刚性基层沥青路面作为我国高等级路面的主要结构形式,具有良好的抗压强度和抗疲劳特性。但半刚性基层在长时间使用过程中,受干湿和冻融循环以及反复荷载等环境因素作用易出现裂缝,极大地影响了路面结构的使用寿命[1-2]。众多学者对半刚性基层裂缝问题做了大量研究,臧国帅等[3]以基层模量比为评价指标,建立了半刚性基层裂缝情况的评价模型,并提出了相应的评价标准。王伟力等[4]对隧道半刚性基层的疲劳开裂问题进行了研究,发现基层模量是影响面层层底疲劳开裂的主要因素。王刚等[5]通过有限元软件对超载情况下的半刚性基层受力情况进行了研究,提出应在合理范围内增加基层厚度,避免水平拉应力导致的早期开裂问题。黄立葵等[6]对半刚性基层沥青路面的模量场及疲劳寿命进行了研究,发现温度和车速是主要影响因素。栾利强[7]综合考虑了多种影响因素,建立了半刚性基层沥青路面的疲劳寿命预估方程,得出了相应的裂缝扩展规律。现有研究大多集中于半刚性基层沥青路面的开裂机理与发展规律研究,而对实际工程中的修补需求分析较少,本研究以典型高速公路为例,利用有限元软件ABAQUS建立半刚性基层沥青路面的力学模型,分析贯穿型裂缝对路面结构影响,并结合设计年限及交通量,计算基层裂缝的修补需求。1有限元模型建立采用常规典型路面结构进行有限元数值模拟分析,研究基层裂缝对路面结构的影响。考虑到路面基层...
