文档介绍：半刚性基层沥青路面沥青砂
应力吸收层研究
杨军教授
东南大学交通学院
研究背景
路面反射裂缝
破坏严重
反射裂缝如何研究背景
形成和扩展?
¾ 荷载作用
¾ 温度应力作用
研究背景
防反措施
材料结构
z 改善面层材料性能增加面层厚度设置应力吸收层
z 改善基层材料性能
z 铺设SAMI
z 设置玻纤格栅或
土工织物
z 级配碎石或沥青
碎石中间层
z 细粒式沥青砂层
研究对象
研究背景
沥青砂有何优点?
裂缝处应力作用沥青砂柔韧性改变
沥青砂中间层裂缝处应力集中面积扩大了应力传递方向
阻止水渗入
面层
面层基层
基层基层
沥青砂有助于
填塞裂缝裂缝裂缝
普通路面设沥青砂夹层路面
主要内容:
•应力吸收层有限元分析
•沥青砂应力吸收层设计
•沥青砂力学特性与路用性能
江苏
内容一:应力吸收层有限元分析
有限元模型假定:
1)各层都由均质、连续、各向同性的线弹性材料组成,材料性能符合虎
克定律;
2)为反映半空间地基的特性,地基采用扩大基础;
3)各层间竖向、水平位移连续;地基底面各向位移为零,侧面水平方向位移
为零;沥青面层、应力吸收层、半刚性基层两端横截面上的水平位移为零;
4)不计结构自重影响,层间接触面完全连续。
层位沥青面层
面层应力吸收层行车方向偏荷载基层土基
参数
厚度h(cm) 18 2 40 350
模量E(MPa) 1800 600 3000 40
半刚性基层裂缝
泊松比μ
内容一:应力吸收层有限元分析
应力吸收层作用机理:
στσ
应力大小(MPa) 拉应力 y max 剪应力 yz max 最大主应力 max1 最大剪应力τ max
无夹层面层底面
面层底面
有夹层夹层顶面
夹层底面
夹层依靠自身的应变能力缓解了面层底部的应力集中
μεεε
应变大小( ) 拉应变 y max 剪应变 yz max 最大主应变ε max1 最大剪应变ε max
无夹层面层底面 30 672 327 672
面层底面 25 204 88 220
有夹层夹层顶面 54 482 192 518
夹层底面 114 1732 844 1732
内容一:应力吸收层有限元分析
应力吸收层参数分析: 夹层厚度不变,在100MPa~1200MPa之间变换夹层模量
τ
夹层底面 yzmax 单位(MPa)
σ ymax
单位(MPa)
面层底面单位(MPa) 面层底面
σ ymax
0
τ yzmax
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 τ max
夹层模量
推荐夹层模量:400MPa~
σ max1
夹层底面σ单位(MPa)
max1
0 0
τmax
0 200 600 800 1000 1200 1400 0 200 400 600 800 1000 1200 1400
夹层模量夹层模量
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
夹层模量
内容一:应力吸收层有限元分析
应力吸收层参数分析: 夹层模量取600MPa,在1cm~7cm之间变换夹层厚度
单位(MPa)
面层底面单位(MPa) 面层底面
τ yzmax
τ max
σ ymax
σ1max
0 0
012345678012345678
夹层厚度(cm)
夹层厚度(cm)
考虑面层受力
考虑抗车辙考虑经济性
推荐夹层厚度:2cm~4cm