凍土瀝青混凝土材料附加應(yīng)力的影響

2007-03-22 00:00

      多年凍土地區(qū)路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大量早期損壞,究其原因,與多年凍土地區(qū)獨特的工程特點有直接關(guān)系。多年凍土地區(qū)路基的融沉變形使瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生附加應(yīng)力,其與荷載應(yīng)力的綜合作用,直接導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的破壞。采用有限元法,并將融沉變形簡化為二次曲線,建立瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)的橫向計算模型。計算分析了路面材料與基層底面附加應(yīng)力的變化關(guān)系,并得出附加應(yīng)力的主要影響參數(shù),為多年凍土地區(qū)路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)。

      多年凍土是指凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)3年或3年以上的土層。多年凍土地區(qū)的表土層，有時夏季融化、冬季凍結(jié)，所以也屬于季節(jié)性凍土多年凍土的路基幾乎都有沉陷病害，均勻的沉降變形對路基和路面不會產(chǎn)生較大的影響，而不均勻的變形則會對路面使用造成危害。研究表明，不均勻融沉變形使路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，同時在行車荷載的反復(fù)作用下，致使路面出現(xiàn)種種早期破壞。有時由于融沉變形引起的路面破壞甚至比行車荷載要大得多，而我國現(xiàn)行瀝青混凝土路面設(shè)計規(guī)范不能囊括所有地區(qū)的特點，只考慮了行車荷載的作用。多年凍土地區(qū)的路面設(shè)計，有必要考慮路基不均勻融沉變形對瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)的影響。因此，路面設(shè)計不僅要考慮不均勻融沉變形對結(jié)構(gòu)的影響，路面材料也應(yīng)該針對多年凍土地區(qū)的工程特點進(jìn)行設(shè)計。

     為此，同濟大學(xué) 王秉綱老師采用有限元法，對不同瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)在路基橫向不均勻融沉變形下的結(jié)構(gòu)橫向附加應(yīng)力進(jìn)行計算，分析路面材料參數(shù)的影響，為附加應(yīng)力計算方法研究提供依據(jù)。

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