旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力影响因素分析

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发布时间：2021-09-27

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旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力影响因素分析
李鹏程，何文正
(1．招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆 400067；2．重庆工商职业学院，重庆 400067)
摘要：为了分析旧水泥路面沥青加铺层的应力分布情况，采用三维有限元力学计算方法，分析加铺层模量、旧水泥
混凝土板的有关参数以及基础条件对加铺层应力的影响。由计算可知，在一定程度内，加铺层模量的增大有助于减
弱荷栽造成的损害；适当增大接缝宽度，提高基层和土基的模量及有效处治板底脱空，可以减小沥青加铺层内的应
力，延缓或防止反射裂缝发展。
关键词：旧水泥路面；沥青加铺层；力学计算；影响因素
文章编号：1009—6477[2014)04—0019—05 中图分类号：U416．217 文献标识码：A
Analysis for Stress I nfluences of Asphalt Overlay On
O Jd Cement Concrete Pavement
LI Pengcheng ，HE W enzheng
Abstract：In order to analyze stress distribution of asphalt overlay on old cement concrete pavement，this
paper analyzes the modulus of overlay，relevant parameters of old cement concrete slabs and influences of
foundation conditions on stress of overlay by means of 3 D finite element mechanical calculation method．
Based on calculation，increase of the modulus of overlay is helpful for reducing damages caused by loads to
a certain extent；appropriate enlargement of joint width，increase of the modulus of base course and
subgrade and effective treatment of voids beneath concrete slabs can reduce the stress in asphalt overlay
and postpone or prevent development of reflective cracks．
Key words：old cement pavement；asphalt overlay；mechanical calculation；influence factors
水泥路面加铺沥青层具有工期短、造价低、对交
通影响小及服务性能好等优点，但由于混凝土板与
沥青层的模量比值较大，在混凝土层积累的应力更
容易反射到沥青加铺层，产生反射裂缝，当反射裂缝
扩展到一定规模与程度时，将影响路面的使用性能
与寿命。延缓反射裂缝的发展，关键在于分析
沥青加铺层的应力分布，而沥青加铺层的应力分布
不仅受到外部因素如行车荷载、环境等的影响，而且
还受到沥青加铺层复合结构自身各组成部分的特性
影响。
旧水泥路面沥青加铺层复合结构是由加铺层厚
度、夹层、旧水泥混凝土板、基础等组成。周富杰、孙
立军等曾就加铺层厚度和层间接触条件对加铺层
的应力影响进行了力学分析。本文采用三维有限元
模型，并结合其他研究者的研究成果，分析加铺层模
基金项目：广东省交通科技项目(2012—02—014)
收稿日期：2014—03—13
作者简介：李鹏程(1984一)，男，湖北省孝感市人，硕士，工程师
量、旧水泥混凝土板参数以及基础条件等对加铺层
应力的影响，以便为复合式路面的结构设计、防反射
方式选择及加铺层设计等提供参考。
1 计算模型及参数
本文采用 8节点三维等参单元分析带接缝的旧
水泥混凝土路面沥青加铺层内的应力分布状况。所
分析的典型路面结构由沥青混合料加铺层、模拟层
间接触条件的界面层、旧水泥混凝土板层、模拟旧路
面板与基础接触条件的界面层、基础等 5层组成，如
图 1所示，并假定旧水泥混凝土板接缝宽度为 1
cm，接缝间不传递荷载。
为了反映弹性半空间地基的特性，在进行分析
时采用地基扩大基础，尺寸 ( 、l，、Z)取为 10 m×
16．01 mx9．0 m；边界条件设地基的底面为固定面，