采用 Winkler地基不等平面尺寸双层双块板模 型，分析 了基层横 向超宽 Ba、板角脱空尺寸 L 及不 同结构组合对板 中、板
角弯沉及弯沉传荷效率 w 、弯沉指数 DI的影 响。结果表 明，不 同结构组合 中，板中、板角弯沉不 同，基层超宽 Ba、板角脱空尺寸 L 的
变化对板角弯沉影响 比较显著 ，对板中弯沉影响不大。弯沉传荷效率 w、弯沉 比 DI随脱空量 变化 曲线 具有 相关性 。分析结 果可用于
水泥混凝土路面板底脱空的评价 。
关键词 ： 水泥混凝土路面 ；基层超宽；板底脱空 ；弯沉传荷效率 ；弯沉指数
0 引言
水泥混凝 土路 面在开放交 通后 常出现各 种损坏 ，如
断裂 、沉 陷 、错 台、唧泥 、破碎 等 ，严重 影 响了路 面 的使 用
性能 和耐久性 ，调 研 表 明 ，这些 病 害类 型 都 与板底 脱 空
关 系密切 。现有 的检测 方法 中 ，利用 FwD(落锤 式弯 沉
仪 )进行 弯沉测试 ，采 用实 测弯 沉 与理 论 弯沉 比较 来 确
定板 下是否存在脱 空及 其大小取得 了一 定成果[1]。
水 泥混凝土路面结 构是多层体 系 (面层 、基层 、垫层
等 )，面层 被接缝分 割成 20～25 m。的矩形 板块 ，在一 些
研究 以及我 国规 范 中 。]，将基 层 以下 等 效 为半 空 间地
基或 Winker地基 ，采用基 层顶 面 当量模 量 E 或地基 反
应模 量 志表 征 ，并 据 此计 算 分析 弯沉 。实 际上 ，当基 层
与地基模量 相 比较大时 ，采用 基层顶 面 当量 模量 的方 法
将 导致结果偏 差 较大 ，而 随着 刚性 、半 刚性 材料 在 水 泥
混凝土路 面建设 中的推广应 用 ，基层 往往在 平面 尺寸 上
较面层大 ，即基 层 是超 宽 的 ，基 层超 宽对 板 角 弯沉 有 一
定影 响。以往研究 中 ，尤其 是利 用 ANSYS建 立模 型 进
行理论分析 时 ，将路 面结 构 简 化为 Winker地 基上 的 单
层板 ，利用 combinel4单元 模拟 Winker地基 ，将 不能 考
虑基层超 宽的影响 ，因此计 算结果误差较 大 。因此有必
收稿 日期 ：2011 09 27
22上 么赡 No．1 2012
a】剖 面图
要建立更符合路 面结构 状况 的双层 板模 型 分析 不 同基
层超宽 、脱空尺 寸对弯沉 的影响 。
1 力学模 型、荷 载图式 、结构参 数和计算方 法
1．1 力学模型 的建立
实际测试 的路面结 构 中，水泥 混凝土 路面板并 非单
块板 ，而在纵 向是连续 的。早期 的水 泥混凝 土板 横 缝 间
不设传力 杆 ，板 间传 荷作 用 很 弱 ；新建 水 泥 混凝 土 板则
通过接缝 集料嵌 锁 作用 或传 力 杆传 荷 。 当基层 设 置 与
面板接缝 相对应 的接缝 时 ，纵 向超宽量 为 0；在 不设接缝
时 ，纵 向超宽量 趋 向无 穷 。横 向超 宽量 一 般有 限的 ，实
际 的水 泥 混 凝 土 路 面 基 层 横 向超 宽 通 常 在 0～ 1 m
之 问 引。
本文考 虑横缝 不 设传 力 杆 、基 层 不设 接 缝 的情 况 。
由于脱空位置临近两板接缝 ，所 以纵 向超宽影 响很弱 ，只
需考虑横 向超宽的影 响，最终建立了 Winkler不等尺寸双
层 双块板模型 (见 图 la)，即在 以前 的力 学模 型 中增 加一
层符合薄板假设 的基 层板 ；基层 板 和}昆凝 土面 层板 之 间
的接触条件假设为竖 向连续 、水平 向光滑无摩 阻 ，脱空 区
域假定 为在板角处的等腰直 角三角形 (见 图 lb)。

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