路面对路基强度及不均匀沉降的力学响应研究

作     者：刘江鑫 张超 顾玉辉 张学龙 薛冬 LIU Jiangxin;ZHANG Chao;GU Yuhui;ZHANG Xuelong;XUE Dong

作者机构：交通运输部公路科学研究院北京100088 北京大杜社公路材料腐蚀与工程安全国家野外科学观测研究站北京101103 河北雄安荣乌高速公路有限公司河北保定071700 

出 版 物：《公路工程》 (Highway Engineering)

年 卷 期：2024年第49卷第1期

页      面：74-81页

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：河北省交通运输厅科技项目(RW-202018) 

主　　题：高速公路 长寿命路面 路基强度 路基不均匀沉降 路面结构力学响应 

摘      要：路基强度和不均匀沉降对路面结构附加应力影响显著,是影响路面结构服役性能和使用寿命的重要因素,工程建设中,路面铺筑条件对路基沉降提出了要求。针对雄安新区高速公路长寿命路面结构形式,采用有限元数值模拟手段,定量和定性地分析了路基强度和路基不均沉降对路面结构附加应力的影响。研究结果表明:底基层层底受最大拉应力,路面表层受最大压应力,且均随着路基差异沉降的增加持续增大;当差异沉降范围内曲线过渡时,差异沉降率标准不具备普适性,在差异沉降率一定条件下,层底拉应力随着差异沉降范围的增加而逐渐减缓趋稳;路基路面接触模式对路面结构受力影响显著,当路基路面完全黏结接触时,路面结构底基层附加拉应力随路基模量的增加而增大,当路基路面完全光滑接触时,路面结构底基层附加拉应力不受路基模量的影响;路基路面完全黏结接触和路基路面完全光滑接触构建了路面结构受力分析的上、下限,根据现场路基模量、差异沉降范围和路面材料强度参数,提出可引起路面结构底基层层底拉裂的差异沉降率理论范围为0.29%~0.38%。该研究成果能够为提出满足高质量建设要求的路基强度标准和路基不均匀沉降标准提供理论依据。