第３８卷第３期　２０１２年９月　湖南交通科技　

ＨＵＮＡＮ　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖｏ１．３８　Ｎｏ．３　Ｓｅｐ．２０１２　

文章编号：１００８。８４４Ｘ（２０１２）０３。０００９。０２　

基一面层间不同接触状态下的路面　

结构力学响应分析　

刘葫　

（陕西铁路工程职业技术学院，陕西渭南７１４０００）　

摘要：采用Ｂｉｓａｒ３．０软件，针对半刚性基层与沥青面层处于完全连续、部分连续、完全　

光滑三种接触状态的整体路面结构进行了力学计算，并分别对其力学分布规律进行了分析。　结果显示：层间接触状态的改变使整个路面结构受力发生了显著变化，并且层问存在应力突　

变，在设计中应当充分考虑不同结构层的结构组合，施工中做好层间处治工作。　关键词：沥青路面；半刚性基层；接触状态；力学响应　

中图分类号：Ｕ　４１６．２１７　文献标识码－Ｂ　

０　引言　

沥青路面层间接触问题近年来一直受到道路研　究者的广泛关注。由于基层和面层材料在物理和力　学性质上存在显著差异，导致道路结构的层间结合　

状态成为设计和施工的薄弱环节。到目前为止，还　没有一套统一的成熟的用来评价半刚性基层与沥青　面层层间接触状况的指标，现行规范针对这一问题　

只提出了采用透层处理，且将其视为完全连续体系，　计算假设与工程实际存在很大差异。因此，在缺乏　相应的理论指导和定量分析的前提下，由基面层间　结合问题所导致的路面早期病害屡见不鲜，降低了　路面结构的整体承载能力和服务水平，严重缩短了　道路的使用寿命¨　。　

工程实践表明：沥青路面结合处于半连续半滑　动的接触状态，层与层之间是通过接触来传递应力　的，不同的层间接触状态对道路结构的受力有很大　影响　Ｊ。本文采用Ｂｉｓａｒ３．０软件对基面层间分别　处于完全连续、部分连续、完全光滑三种接触状态下　

的路面结构力学响应进行对比和分析，从而找到路　面结构不同状态下的受力规律，为道路设计和工程　施工提供理论依据。　

１　典型路面结构和层间参数选择　

１．１路面结构的选择　

在进行路面结构力学计算时，根据现行沥青路　面设计规范和我国半刚性基层路面结构形式，选取　典型的沥青路面结构【Ｊ¨，各层材料基本物理和力学　

参数见表１，加载方式采用标准轴载ＢＺＺ－１００　ｋＮ的　双圆均布荷载，当量圆半径为ｌＯ．６５　ｃｍ，荷载中心　

距为３１．９５　ｃｍ，选取受力不利点位，荷载轮隙中心　

为计算点。依据国内外路面的力学设计指标，主要　的结构计算参数为：路表轮隙弯沉、弯拉应力、应变　

和最大剪应力。　

表１各层材料基本物理和力学参数　

１．２层间参数选择　本文假定沥青面层处于完全接触状态，只研究　

基面层间界面条件的变化对整个路面结构的力学响　应规律，采用Ｂｉｓａｒ３．０软件中的剪切弹性柔量参数　ＡＫ来描述基面层间接触状态，对应状态选取值如表　

２所示。　

表２层间结合状态参数值　

层间状态　ａＫ／（ｍ３．Ｎ一　）　

完全连续　部分连续　完全光滑　Ｏ　５×１０一、１０一　Ｏ　ｌ０—６　

收稿日期：２０ｉ２・０５・１１　作者简介：刘吉吉（１９８３一），男，

讲师，主要研究方向：公路设计和施工。　ｌＯ　湖南交通科技　３８卷　

２　不同层间结合状态的路面结构力　

学响应结果及分析　

２．１路面结构弯拉应力计算结果及分析　

路面结构弯拉应力沿道路深度的变化规律如图　

１所示，层间结合状态的改变对弯拉应力有显著影　响，当　＝０时，在沥青面层范围内，除了路表受到　

弯拉应力的作用，其它点位均受到压应力作用，路面　结构不会因拉应力作用而产生疲劳开裂，但是当ＡＫ　

＝１．００Ｅ－０６时基面层间处于滑动状态，沥青在面层　受到较大的拉应力作用，路面结构很可能会产生疲　

劳破坏；层间剪切柔量ＡＫ＝１．００Ｅ一１０附近变化时　

受力变化不太敏感，此时路面结构处于部分接触状　态。　２．２路面结构弯拉应变计算结果及分析　３．００Ｅ＋０５　２．５０Ｅ＋Ｏ５　２．００Ｅ＋Ｏ５　１．５０Ｅ＋Ｏ５　、１．００Ｅ＋Ｏ５　Ｒ　轼５．００Ｅ＋０４　静　０．００Ｅ＋００　

—５．００Ｅ＋０４　

一１．００Ｅ＋０５　

一１．５０Ｅ＋０５　一　：　

１　

ｆｔ．４　０．６　ｔ　道路深度，　

图１　路面结构弯拉应力沿道路深度的变化规律　

路面结构的弯拉应变结果如表３所示，由表３　可以看出，当基面层间从连续变为滑动时，应变增　

大，沿道路深度大致呈递增趋势，整体的受力规律与　弯拉应变一致。　

表３不同接触状态下路面结构弯拉应变计算结果　

２．３路面结构剪应力计算结果及分析　

路面结构剪应力计算结果如表４所示，由表４　可以看出，路表受到较大的剪应力，当基面层间由连　

续变为滑动时，剪应力增大而且层间出现突变，特别　是下面层与基层间突变值较大，剪应力增大更加影　响层间的接触状态，使接触条件进一步恶化，导致裂　

缝、推移等路面病害的发生。　

表４不同接触状态下最大剪应力的变化结果　

（下转第１１９页）

　３期　高虎军，等：毛细透排水带在张花高速公路青坪隧道衬砌防排水中应用　１　１９　

定程度上解决了隧道衬砌渗漏水的现象，为隧道运　

营安全提供保障，因此毛细式透排水带在岩溶涌水　

区域隧道内具有很好的推广前景。　

参考文献：　［１］吕清禄．毛细式透排水技术在地下水补注中的应用［Ｊ］．给水排　水动态，２００６（２）：７—９．　［２］陈国清，刘小静．毛细透透水带在常德市水库大坝排水体改造中　应用［Ｊ］．湖南水利水电，２００７（５）：４７－４８．　［３］陈航，杨长岭．毛细式透排水带在整地工程中的应用［Ｊ］．给水　排水，２００８（１０）：１０８—１０９．　［４］阮清波，黄凯，黄荣华．毛细式透排水带在土坝反滤排水改造　中的应用［Ｊ］．广西水利水电，２００８（６）：５０—５１．　

（上接第ｌ０页）　２．４路面结构弯沉计算结果及分析　轮隙弯沉值沿道路深度变化趋势图如图２所　示，由图２可以看出，弯沉值随着接触状态的恶化是　

增大的，但是直接受层间接触状态的影响不是很明　显，当ＡＫ＝１．００Ｅ一１０时受力曲线几乎与完全接触　

状态下的受力曲线重合，特别是ＡＫ值在０～１．００Ｅ　

—ｌＯ之间时弯沉值变化不大。　

图２不同接触状态下的弯沉沿道路深度变化分布图　

３　结语　

随着基面层间接触状态的变化，特别是由连续　状态变化滑动状态时路面结构受力发生了显著变　

化，变化最显著的为剪应力，其次为弯拉应力，最后　为弯沉值；在进行路面结构设计时一定要做好路面　结构的合理组合，尤其是模量的选取；实际工程当中　

做好层间处治工作，特别是半刚性基层与沥青面层　的结合问题。　

参考文献：　［１］朱耀庭，雷茂锦，等．层间结合状态对沥青路面结构力学和寿命　影响分析［Ｊ］．公路工程，２０１１，３６（５）：ｌ８—２１．　［２］柳浩，谭忆秋，宋宪辉，等．沥青路面基一面层间结合状态对路　面应力响应的影响分析［Ｊ］．公路交通科技，２００９，２６（３）：１－６．　［３］郭能荣，袁美俊，邢钦玉．层间接触状况对半刚性基层沥青路面　性能的影响［Ｊ］．南昌大学学报（工科版），２００９，３１（２）：１８３—　１８６．　［４］Ｋｒｕｎｔｃｈｅｖａ　Ｍ．Ｒ．，Ｃｏｌｌｏｐ　Ａ．Ｃ．，Ｔｈｏｒｎ　Ｎ．Ｈ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｂｏｎｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｎ　ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＡＳＣＥ，２００５，１３１（１１）：８８０—８８８．　［５］黄开宇．高速公路沥青路面结构层层间粘接状态的研究［Ｊ］．公　路工程，２０１０，３５（２）：３５—３９．　［６］冯德成，宋宇．沥青路面层间结合状态试验与评价方法研究　［Ｊ］．哈尔滨工业大学学报，２００７，３９（４）：６２７—６３１．　［７］．ｒｒＧ　ＤＳ０—２００６，公路沥青路面设计规范［ｓ］．　

（上接第３６页）　行的服务水平需求越来越高，不仅要求能够安全顺　畅地到达目的地，而且还要求更高的舒适性。在已　

建成使用的公路中，由于受当时社会经济、技术水平　和建设思想的制约，相当一部分已不能适应交通量　迅速增长和社会发展的要求，有的还出现了比较严　

重的路面病害。采用就地热再生技术对路面病害进　

行处治，充分利用旧沥青混合料，不仅符合资源循环　利用的原则，而且节约了大量的人力、物力和财力，　

还能够产生良好的社会和经济效益。　

参考文献：　［１］ＪＴＧ　Ｆ４１—２００８，公路沥青路面再生技术规范［Ｓ］　［２］ＪＴＧ　Ｉ）５０－２００６，公路沥青路面设计规范［Ｓ］．　［３］ＹｒＧ　Ｆ４０－２００４，公路沥青路面施工技术规范［ｓ］