论文部分内容阅读
本文对湖南大学土木工程学院室内环道实验室进行了系统设计,对环道车辙试验的影响因素以及基层厚度基层类型对车辙的影响进行了分析,并分析了半刚性基层沥青混凝土路面在不同荷载作用下的车辙变化规律。有限元模拟分析结果表明:环道车辙试验受环道土基厚度限制、土基底部边界约束、路面宽度限制、环道内外壁的横向约束的影响很小,能够反映真实状况下路面车辙发展;基层厚度的减小,对沥青车辙发展也没有很大的影响;柔性基层路面车辙量与半刚性基层路面相当;沥青混凝土面层的变形主要都是发生在中面层和下面层。因而在环道车辙试验研究中,可以忽略环道土基厚度限制、地基刚度、路面宽度限制、环道内外壁横向约束的影响;不考虑水泥稳定碎石基层对路面变形的影响,鉴于环道试槽的高度,在事先对沥青面层和半刚性材料层层底拉应力进行验算的情况下,环道车辙试验中可以适当的减少基层的厚度;在柔性基层和半刚性基层路面的对比分析中可知,柔性基层路面也可以达到很好的抗车辙效果;要控制沥青路面的车辙变形,则要提高中下面层的抗车辙能力。格栅加筋沥青混凝土路面能够有效的延缓车辙的产生,它通过在沥青混凝土面层中铺设格栅来改变路面的局部受力,从而达到减小车辙的目的。对格栅加筋沥青混凝土路面的抗车辙性能研究,一方面通过格栅加筋沥青混合料车辙试验,另一方面通过结构力学分析。在结构力学分析方面,以往的研究多是建立弹性或者弹塑性模型来研究格栅对沥青路面应力及弯沉的影响。为了研究格栅加筋沥青面层对车辙发展的影响,本文建立了格栅加筋沥青路面结构的粘弹塑性力学模型。该有限元模型考虑了路面结构层的实际温度状况(温度随着深度的增加而变化)和沥青混凝土的蠕变效应。模型采用典型的高温温度场,模拟分析了加设土工格栅和不加设土工格栅的路面结构随轮胎接地压力、格栅铺设位置、格栅模量的变化车辙的变化规律。结果表明:铺设玻纤格栅的路面结构能够很好的减轻车辙,即使在高温、超载作用下,车辙的增长也很小;格栅的铺筑位置以沥青混凝土上面层为最佳,此时能够很好的承受沥青面层的剪应力,减少剪切流变,以达到减少车辙的目的;格栅的加筋效果随着格栅模量的增大而增大。因此在路面温度较高、超载严重、交通量较大的路段,在沥青混凝土上面层底铺设一层玻纤格栅,可以很好的抑制车辙的发展。