張承善+席永慧

摘要：本文結(jié)合浦東地區(qū)川沙路維修改造工程，利用通用有限元軟件ABAQUS進行三維數(shù)值模擬，分析GSOG-20瀝青加鋪層厚度、GSOG-20瀝青加鋪層彈性模量對瀝青加鋪層層底應(yīng)力變形的影響。

關(guān)鍵詞：GSOG-20；abaqus；瀝青加鋪層；數(shù)值模擬

1.前言

近年國家大力投資基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在我國早期修建的公路和城市道路中，水泥混凝土路面多已不能適應(yīng)現(xiàn)代化交通的發(fā)展。因此，如何快速經(jīng)濟地進行舊路改造，防止反射裂縫是一個非常有研究價值的課題。

關(guān)于反射裂縫的產(chǎn)生機理，國內(nèi)外的研究學者進行了大量的研究工作，分別從現(xiàn)場試驗和采用有限單元軟件模擬試驗對反射裂縫的機理進行研究。Perez，S.A.等建立了加速路面測試下瀝青路面的反射裂縫模型。由Fabac ALT-APT 試驗臺來保證裂紋的正常擴展，得到反射裂縫的擴展情況 [1]。吳正新采用有限元軟件ABAQUS，計算了瀝青層荷載型反射裂縫應(yīng)力強度因子，分析出結(jié)構(gòu)層厚度、模量，配筋率，層間結(jié)合狀態(tài)對AC層反射裂縫擴展的影響 [2]。周富杰等采用三維有限元分析技術(shù)，分析了層間接觸條件、罩面層厚度、夾層類防反措施對裂縫尖端應(yīng)力和反射裂縫的影響[3]。才華等進行了反射裂縫的斷裂及疲勞分析和模擬計算，從斷裂力學及疲勞損傷力學的觀點出發(fā)，探討反射裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展機理。認為墊層對行車荷載是不利的，對低溫收縮荷載的影響是有利的 [4]。

本文結(jié)合上海市川沙路維修工程，對舊水泥混凝土路面加鋪GSOG-20瀝青面層的技術(shù)開展研究，主要分析GSOG-20瀝青加鋪層厚度、GSOG-20瀝青加鋪層彈性模量對瀝青加鋪層層底應(yīng)力變形的影響。

2.數(shù)值模擬模型建立

本論文采用標準的單軸雙側(cè)四輪荷載進行有限元計算，車荷載采用標準軸載BZZ-100，輪胎內(nèi)壓 0.7MPa，單個輪壓作用范圍 18.9cm×18.9cm，雙輪距為 32cm，側(cè)輪隙間距為182cm[4]。

本論文采用ABAQUS進行數(shù)值模擬分析，從上到下各層幾何尺寸及材料計算參數(shù)如表1所示。

本文分析點位置如圖1所示。本文中σ代表最大正應(yīng)力；τ代表最大剪切應(yīng)力；u代表最大變形。

3.車輛荷載作用下瀝青加鋪層層底應(yīng)力變形分析

3.1 GSOG-20瀝青混合料加鋪層厚度對瀝青加鋪層層底應(yīng)力變形的影響

本節(jié)主要分析GSOG-20瀝青混合料加鋪層厚度對瀝青加鋪層層底應(yīng)力變形的影響，模型參數(shù)選取參照表1，改變GSOG-20瀝青混合料加鋪層厚度，計算結(jié)果見表2。

隨著GSOG-20瀝青混合料加鋪層厚度的加大，瀝青加鋪層底部正應(yīng)力降低，剪切應(yīng)力于0.09m達到最大，變形略有降低。

3.2 GSOG-20瀝青混合料加鋪層彈性模量對瀝青加鋪層層底應(yīng)力變形的影響

本節(jié)主要分析分析GSOG-20瀝青混合料加鋪層彈性模量對瀝青加鋪層層底應(yīng)力變形的影響，模型參數(shù)選取參照表1，改變GSOG-20瀝青混合料加鋪層彈性模量，計算結(jié)果見表3。

表3 不同GSOG-20瀝青混合料加鋪層彈性模量下

瀝青加鋪層層底應(yīng)力變形

隨著瀝青混合料加鋪層彈性模量的增大，瀝青加鋪層底部正應(yīng)力增加，剪切應(yīng)力增加，變形基本不變。

4.結(jié)論

本文利用通用有限元軟件ABAQUS建模，主要分析GSOG-20瀝青加鋪層厚度、GSOG-20瀝青加鋪層彈性模量對瀝青加鋪層層底應(yīng)力變形的影響。分析結(jié)果表明：

1.隨著瀝青混合料加鋪層厚度的加大，瀝青加鋪層底部正應(yīng)力降低，剪切應(yīng)力于0.09m達到最大，其后逐漸降低，變形略有降低。

2.隨著瀝青混合料加鋪層彈性模量增大，瀝青加鋪層底部正應(yīng)力增加，剪切應(yīng)力增加，變形基本不變。

參考文獻：

[1]Perez，S.A.etal.Accelerated pavement testing and modeling of reflective cracKing in pavements.Engineering Failure Analysis[J].2007，1526-1537.

[2]吳正新.AC+CRC復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力與反射裂縫研究[D].湖南大學，2013.

[3]周富杰，孫立軍.瀝青罩面層荷載應(yīng)力的三維有限元分析[J].中國公路學報，1999，04：4-9.

[4]才華，張敏江，徐術(shù)隴.反射裂縫的斷裂及疲勞分析和模擬計算[J].沈陽建筑工程學院學報，1997，03：33-39.endprint