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摘要：旧水泥混凝土路面加铺沥青层的力学性能受整个加铺结构材料性能参数影响。针对旧水泥混凝土加铺沥青层技术的研究应用现状，建立了旧水泥路面加铺沥青技术的三维有限元模型，并引入防裂夹层，研究单一材料性能参数变化对沥青加铺层内应力等影响。有限元分析结果表明：夹层模量过大或过小均不利，当夹层模量在2000MPa~6000MPa时，最大剪切应力及等效应力减少明显。水泥混凝土模量并非越大越好，本有限元分析中最佳水泥混凝土模量在20000MPa左右。沥青模量达到1200MPa后，继续增加沥青模量，加铺结构的应力增大幅度较小，弯沉值减少幅度较少，可以确定最佳的沥青模量值为1200MPa。
关键词：旧水泥路面；加铺技术；影响参数；有限元分析
1.引言
确定水泥混凝土加铺沥青层的最优设计往往需要进行大量的试验，而工程试验中往往由于试验条件及材料限制无法进行多种试验，而有限元分析软件给模拟水泥混凝土加铺沥青技术提供了可能，通过修改部分参数变量可以实现水泥混凝土加铺沥青技术的多次模拟，进行为优化水泥混凝加铺沥青层设计提供理论依据[1]。采用有限元分析软件进行模拟分析，优势除了可以实现重复计算，还可以排除潜在的其他干扰因素的影响，真正的实现控制单一变量的模拟分析，因而对于揭示水泥混凝土加铺沥青层的受力性能及裂缝开展机理均是有帮助的。大量的学者[2]进行了沥青加铺技术的研究，得到了一系列的理论分析结果。李淑明等建立了旧水泥混凝土路面加铺沥青的ansys有限元分析模型，分析了加铺荷载、温度变化、耦合应力等对加铺结构的影响，同时也分析了加入土工布等防裂夹层的力学性能[3]。
本文综合考虑影响加铺层力学行为的因素，采用ansys有限元分析软件进行旧水泥混凝土路面沥青加铺层荷载应力分析。建立合适的分析模型，设置5个研究变量：加铺层厚度、沥青混凝土模量、夹层模量、基础模量、水泥混凝土模量，分析5个变量变化对水泥混凝土路面沥青加铺层应力、弯沉变化规律、影响程度。
2.有限元分析模型的设定
2.1有限元分析模型基本参数
结合实际旧水泥混凝土路面现状，同时参考已有旧水泥混凝土有限元分析资料进行本文旧水泥混凝土加铺沥青层模型尺寸选取，具体为：基础采用扩大尺寸，基本尺寸为：长×宽×高=16m×10.5m×8m；水泥混凝土面板尺寸为，长×宽×高=5m×4.5m×22cm，水泥混凝土面板中接缝宽度为1cm；夹层厚1cm或0.5cm，沥青加铺层厚度为研究变量，厚度范围为：6cm~24cm。旧水泥混凝土加铺沥青各个层的基本参数如下表所示。水泥混凝土加铺沥青层的层间结构及尺寸见下图2.2所示。图2.2中设置了接缝，以若大地基为分析基础，分别分析在多个研究变量变化下的加铺层底应力及变形的发展趋势。
论文作者:李国强1,朱成李2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/5
标签：沥青论文; 混凝土论文; 水泥论文; 有限元论文; 应力论文; 路面论文; 夹层论文; 《基层建设》2017年第29期论文;