肖耀輝

（山西省交通建設(shè)工程監(jiān)理總公司，山西 太原 030012）

現(xiàn)代的瀝青路面車轍破壞最為嚴(yán)重，有人認(rèn)為，［1］瀝青路面的厚度越大，車轍發(fā)生的深度越大，瀝青路面越薄，車轍發(fā)生的深度越小，通過路面的實(shí)際發(fā)現(xiàn)，事實(shí)不完全這樣，殼牌設(shè)計(jì)手冊認(rèn)為車轍深度不是隨厚度增加而一直增加，而是存在一個(gè)界限厚度，車轍深度隨瀝青層厚先減小后增大的過程，此厚度一般在15～25 cm之間，英國對路面的開挖調(diào)查分析認(rèn)為在18 cm左右。［2］我國半剛性基層瀝青路面，隨著軸載的增加，使得中面層承受剪切流動(dòng)性變形深度增加，為了減小中面層剪切流動(dòng)性變形，采用加強(qiáng)型的中面層材料，但也出現(xiàn)了上面層車轍的現(xiàn)象，車轍現(xiàn)象十分嚴(yán)重，［3］這些現(xiàn)象表明，在路面結(jié)構(gòu)組合中，三層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度模量不合理，只能使荷載應(yīng)重分布而產(chǎn)生更多的車轍，從而使應(yīng)力集中造成局部過早的破壞。

在材料的比例極限內(nèi)，由均勻分布的縱向應(yīng)力所引起的橫向應(yīng)變與相應(yīng)的縱向應(yīng)變之比的絕對值稱為泊松比。在設(shè)計(jì)時(shí)，瀝青混凝土模量和泊松比選用固定值，對不同溫度時(shí)表現(xiàn)的很不合理，瀝青混凝土模量和泊松比對溫度具有很高的敏感性，瀝青混凝土模量和泊松比對不同溫度是變化值。［4］所以，本文運(yùn)用改變模量和改變泊松比進(jìn)行分析瀝青混凝土流動(dòng)性車轍側(cè)向位移的變化。泊松比是溫度的函數(shù)，由于上面層溫度變化很大，相對中下面層溫度變化不大，所以，上面層瀝青混凝土泊松比為0.35～0.50之間，中下面層泊松比選固定的值0.35。60 ℃上面層模量選350 MPa，選用加強(qiáng)中面層的思路，變中面層模量，分別為250 MPa、350 MPa、500 MPa、700 MPa，見表1。

表1 60 ℃下瀝青混凝土流動(dòng)性車轍影響表

運(yùn)用ANSYS，SOLID45單元建立8個(gè)節(jié)點(diǎn)單元三維空間模型，計(jì)算以半剛性基層瀝青路面不同面層模量，不同上面層泊松比60 ℃瀝青混凝土的側(cè)向流動(dòng)結(jié)果。

1 不同模量組合時(shí)，上面層側(cè)向位移變化趨勢

通過分析，不同模量組合時(shí)，上面層側(cè)向位移變化，見圖1。

圖1 上中面層模量組合，上面層橫向位移趨勢圖

從圖1得知，①當(dāng)上面層泊松比小于0.45時(shí)，瀝青混合料向雙輪中央流動(dòng)，當(dāng)泊松比大于或等于0.50時(shí)，瀝青混合料向雙輪外側(cè)流動(dòng)。②當(dāng)上面層泊松比在0.45～0.50之間時(shí)，不同上中面層模量比變化時(shí)，瀝青混合料不向雙輪內(nèi)側(cè)和外側(cè)流動(dòng)。

2 不同模量組合時(shí)，中面層橫向位移變化趨勢

通過分析，不同模量組合時(shí)，上面層側(cè)向位移變化見圖2。

從圖2得知，①中面層瀝青混凝土側(cè)向位移全為向雙輪輪臺(tái)外側(cè)流動(dòng)。②隨上面層泊松比的增大，中面層側(cè)向流動(dòng)越強(qiáng)烈。③隨著中面層模量的增大，中面層側(cè)向流動(dòng)的趨勢越來越小。

3 不同模量組合時(shí)，下面層橫向位移變化趨勢

通過分析，不同模量組合時(shí)，上面層側(cè)向位移變化見圖3。

從圖3得知，①下面層側(cè)向位移隨上面層泊松比的增大而增大。②下面層的側(cè)向位移與上中面層的模量比變化沒有很大的影響。③不管上中面層模量如何變化，下面層的側(cè)向位移只是向雙輪外側(cè)流動(dòng)，不會(huì)向雙輪中間流動(dòng)。

圖2 上中面層模量組合，中面層橫向位移趨勢圖

圖3 上中面層模量組合，下面層橫向位移趨勢圖

4 結(jié)束語

（1）半剛性基層瀝青混凝土，高溫下上面層泊松比<0.45時(shí)，上面層沒有向輪胎外側(cè)流動(dòng)的趨勢，只向雙輪內(nèi)側(cè)流動(dòng)；當(dāng)上面層泊松比在0.45～0.50之間時(shí)，不同上中面層模量比變化時(shí)，瀝青混合料不向雙輪內(nèi)側(cè)和外側(cè)流動(dòng)；當(dāng)上面層泊松比大于或等于0.50時(shí)，上面層側(cè)向流動(dòng)變得十分劇烈。

（2）上面層泊松比增大，中面層向雙輪外側(cè)流動(dòng)的可能性增大；中面層模量增大，中面層向雙輪外側(cè)流動(dòng)趨勢變小。

（3）上面層泊松比增大，下面層向雙輪外側(cè)流動(dòng)的可能性增大；上中面層模量比減小到0.5時(shí)，下面層流動(dòng)性明顯增大。

（4）在高溫下，當(dāng)上面層泊松比0.45～0.50之間時(shí)，增加中面層勁度模量，可以使瀝青層整體側(cè)向流動(dòng)減小，當(dāng)上中面層模量比為0.5時(shí)，上中面層整體流動(dòng)性車轍減小十分明顯。

1 張劍飛.提高認(rèn)識(shí)完善管理攻克瀝青路面早期破損的頑癥——在全國瀝青路面技術(shù)研討會(huì)上的講話［Z］.交通部網(wǎng)站，2005.7

2 關(guān)偉.瀝青路面車轍形成機(jī)理及影響因素分析［J］.山西交通科技，2006（5）：30～33

3 張廣、劉洪海.瀝青路面施工過程中下承層平整度不傳遞特性的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究［J］.公路交通科技，2007（8）：39～41

4 喬英娟.瀝青混合料位移場測定與流動(dòng)性車轍分析［D］.大連：大連理工大學(xué)，2008