基于双模量理论的半柔性路面结构分析

摘要

半柔性路面材料具有显著的拉压差异性，若采用传统单一模量的线弹性理论进行路面结构力学响应分析，与实际情况有较大偏差。针对半柔性路面结构的分析与优化，该文基于双模量理论，对比分析了6种不同半柔性层位及厚度组合下路面结构关键力学响应的变化规律。结果表明：基于双模量理论的路面关键力学响应计算结果与单模量线弹性理论差距较大，其中路面纵向最大拉应变差距最为明显（超60%）；相对于其他层位组合，上或中面层为半柔性路面材料时路表弯沉偏大，路面结构整体刚度较小；中下、下或上中下面层为半柔性路面材料时，下面层层底拉应力偏大，导致其易开裂；而中上面层为半柔性路面材料时，其关键力学响应综合较小，据此推荐中上面层为最佳应用层位。并建立了各关键力学响应随半柔性层厚度变化的关系模型，其中路表最大拉应力受到半柔性层厚度的影响最大（可达64%），半柔性材料应用于中上面层时，其最佳厚度范围为10～12 cm。该研究成果可为考虑拉压差异的半柔性路面结构设计提供参考。

关键词

半柔性路面 / 双模量 / 力学分析 / 层位优化 / 厚度控制 / 数值计算