以共玉高速一期工程为依托,利用FLAC3D有限差分软件分析路面结构在水热力耦合作用下的沉降变化规律。结果表明:半刚性基层、复合式基层和柔性基层沥青路面沉降变形规律相同,路中沉降变形最大;柔性基层路面结构在初始阶段承载能力低,变形较大;随时间增加,半刚性路面变形增长最快,复合式路面次之,柔性路面最慢;推荐多年冻土区高等级公路优先采用柔性基层沥青路面结构。
路面结构温度变化状况反映了外界环境因素对路面结构的作用,产生的温度应力是路面破坏的主要因素之一。从季冻土地区气候特点及其对路面结构的影响出发,对半刚性基层沥青路面温度场开展研究。
本文针对多年冻土地区公路路基的病害特点,对不同路面结构下的路基温度状况采用了二维有限元非稳态热分析方法,计算了路基内部的温度场。对路基的总变形、路基融沉变形等参数进行了相应的计算和预测,得出了在多年冻土地区修筑水泥混凝土路面要优于沥青路面的结论。
采用ABAQUS软件进行了多年冻土地区不同沥青路面结构响应分析。分析结果表明,路基融沉深度决定了路面位移的大小,路面结构形式对路面位移影响不大,而路面基层底部拉应力主要受路面结构形式影响。随着融沉深度增加,路面位移显著增加。级配碎石基层路面层底拉应力最小,沥青稳定基层路面层底拉应力与其相当,而半刚性基层路面层底拉应力最大。考虑到级配碎石基层的强透水性、低抵抗重载交通能力等缺点,提出沥青稳定基层更适合于多年冻土地区。