凍土瀝青混凝土材料附加應力的影響
2007-03-22 00:00
多年凍土地區(qū)路面結構出現(xiàn)大量早期損壞,究其原因,與多年凍土地區(qū)獨特的工程特點有直接關系。多年凍土地區(qū)路基的融沉變形使瀝青混凝土路面結構層產生附加應力,其與荷載應力的綜合作用,直接導致路面結構的破壞。采用有限元法,并將融沉變形簡化為二次曲線,建立瀝青混凝土路面結構的橫向計算模型。計算分析了路面材料與基層底面附加應力的變化關系,并得出附加應力的主要影響參數(shù),為多年凍土地區(qū)路面的結構設計提供依據(jù)。
多年凍土是指凍結狀態(tài)持續(xù)3年或3年以上的土層。多年凍土地區(qū)的表土層，有時夏季融化、冬季凍結，所以也屬于季節(jié)性凍土多年凍土的路基幾乎都有沉陷病害，均勻的沉降變形對路基和路面不會產生較大的影響，而不均勻的變形則會對路面使用造成危害。研究表明，不均勻融沉變形使路面結構內部產生較大的附加應力，同時在行車荷載的反復作用下，致使路面出現(xiàn)種種早期破壞。有時由于融沉變形引起的路面破壞甚至比行車荷載要大得多，而我國現(xiàn)行瀝青混凝土路面設計規(guī)范不能囊括所有地區(qū)的特點，只考慮了行車荷載的作用。多年凍土地區(qū)的路面設計，有必要考慮路基不均勻融沉變形對瀝青混凝土路面結構的影響。因此，路面設計不僅要考慮不均勻融沉變形對結構的影響，路面材料也應該針對多年凍土地區(qū)的工程特點進行設計。
為此，同濟大學 王秉綱老師采用有限元法，對不同瀝青混凝土路面結構在路基橫向不均勻融沉變形下的結構橫向附加應力進行計算，分析路面材料參數(shù)的影響，為附加應力計算方法研究提供依據(jù)。
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多年凍土是指凍結狀態(tài)持續(xù)3年或3年以上的土層。多年凍土地區(qū)的表土層，有時夏季融化、冬季凍結，所以也屬于季節(jié)性凍土多年凍土的路基幾乎都有沉陷病害，均勻的沉降變形對路基和路面不會產生較大的影響，而不均勻的變形則會對路面使用造成危害。研究表明，不均勻融沉變形使路面結構內部產生較大的附加應力，同時在行車荷載的反復作用下，致使路面出現(xiàn)種種早期破壞。有時由于融沉變形引起的路面破壞甚至比行車荷載要大得多，而我國現(xiàn)行瀝青混凝土路面設計規(guī)范不能囊括所有地區(qū)的特點，只考慮了行車荷載的作用。多年凍土地區(qū)的路面設計，有必要考慮路基不均勻融沉變形對瀝青混凝土路面結構的影響。因此，路面設計不僅要考慮不均勻融沉變形對結構的影響，路面材料也應該針對多年凍土地區(qū)的工程特點進行設計。
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