淺談路基回彈模量對瀝青路論文

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。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力變化，最后根據數據結果，得出以下結論：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確定在40MPa以上；②路基的回彈模量并不會對面層上剪應力造成太大影響。

　　關鍵詞：路基；回彈模量；路表彎沉值；面層剪應力

　　0引言

　　回彈模量在瀝青路面的結構設計中十分重要，其數值大小不僅會對工程造價造成影響，還關系到公路整體使用品質。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力造成的實際影響。

　　1路面結構方案確定

　　對半剛性基層而言，其擁有良好的剛度、穩定性和強度，適宜作為路面主要承載層，同時還具有造價低、設計與施工成熟等諸多優勢，是國內常用的典型路面結構。運用單軸雙圓均勻荷載條件下的彈性層狀連續體系及其基本理論分析各種回彈模量水平下彎沉、剪應力、面層壓應力、基底拉應力實際變化規律，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有標準軸承、垂直荷載等，如果當量圓的半徑等于10.65cm，則輪間距可確定為3倍當量圓半徑。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。在計算得出的結果當中，拉應力與壓應力分別為正、負值。在對某個參數所具有的敏感性進行分析時，其余參數均不發生變化。

　　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構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，變化區間為20~100MPa（以10MPa標準遞增），各結構層除彎沉值外的參數均不發生變化，通過對比深入分析路面結構的受力，以此得出回彈模量實際變化趨勢。當路基的回彈模量為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，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，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剪應力影響分析

　　在車輪施加的橫向作用力下，面層將產生一定剪應力。同樣借助BISAR3.0軟件，對不同回彈模量造成的剪應力影響進行分析。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點，重點探討深度和回彈模量對剪應力帶來的影響。

　　2.3面層壓應力影響分析

　　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，面層底部豎向應力達到最大值。選擇不同層位，對深度造成的豎向應力實際影響進行分析，選擇6cm,9cm和15cm層位，深入研究豎向應力受基層模量的實際影響。從分析結果中可以看出，面層豎向應力和深度成反比關系，即伴隨深度不斷增加，面層豎向應力減少。路基的回彈模量不會對壓應力造成太大影響。

　　2.4基底拉應力影響分析

　　在半剛性基層中，無論層間連續或滑動，面層通常都處在受壓區，無法發揮控制作用，所以基底拉應力為路面結構的主要控制因素。實踐表明，基底拉應力是結構層產生開裂現象的主要原因，路面使用時會受到荷載長期作用，長時間處在應力和應變的交迭變化情況下，導致結構強度不斷降低。在荷載達到一定作用次數以后，基底拉應力就會造成路面開裂。通過對基底拉應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標準上升至100MPa，基底拉應力共降低31%。

　　3結論

　　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力帶來的實際影響，最終可得出下列結論：（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以內時，彎沉值的曲線有較大陡度，而超過40MPa后，曲線較為平緩。基于此，新建公路回彈模量應確定在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，面層豎向應力減少。路基回彈模量不會對壓應力造成太大影響。（4）基底拉應力是結構層產生開裂現象的主要原因，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律及對瀝青路面結構的影響[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計參數的影響[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構設計的影響分析[J].交通世界，2016（32）：34-35.

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