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路基工程 Subgrade Engineering
2010年第5期（总第152期）
青藏公路路面对路基不均匀变形的适应性分析
王小艳，毛雪松，马
（长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，西安
710064）
摘要：路基路面是一整体，路基不均匀变形会导致路面开裂。为了分析路基不灼匀变形引起路
面结构的应力、应变变化过程，应用ABAQUS来分析青藏公路路面结构对路基不均匀变形的适应性，建立了路基不均匀变形引起路面结构破坏的响应模型。结果表明，路基变形量在3cm以内路面各结构层的旁拉应力在其容许范图内，道路结构是安全的。
关键词：路面结构；弯拉应力：路基不均匀变形：适应性
中图分类号：U416.1*68
0引言
文献标志码：A
青藏公路格尔木至拉萨段长1147km，其中740 km路段穿过环境恶劣、气候寒冷的多年冻土区。这种特殊的气候条件和自然地理环境，致使冻胀、翻浆、融沉和不均匀变形成为格拉段公路路基的典型破坏形式。路基路面是一整体，路基的不均匀变形会引起路面各结构层的弯拉应力发生变化，造成路面破坏，严重影响道路的正常使用("2)。
BISAR是采用积分变换法求解多层弹性体系应力和应变的计算程序，但不能用来计算路基发生不均勾变形时路面各结构层的应力、应变和位移。ABAQUS 是工程模拟有限元软件，多用于分析土体内部应力、应变与变形。为了分析路基不均匀变形引起路面结构的应力、应变变化过程，应用ABAQUS分析路面结构对路基变形的适应性。本文采用BISAR和ABAQUS 分别对青藏公路一般路面结构在标准行车荷载作用下的各层弯拉应力进行计算，验证ABAQUS进行路面结构层底弯拉应力分析的可行性；并基于调查结果，构建路面结构对路基不均匀变形的响应模型，应用 ABAQUS建模，计算当路基发生不均勾变形时路面各层的弯拉应力，分析路基不均匀变形对路面结构的影响。
1
模型的验证
为了验证ABAQUS软件分析路面结构应力的可行
性，分别应用ABAQUS软件和BISAR软件计算同一路面结构下，在行车荷载作用下各层轮隙中点的应力状况。
1.1路面结构
收稿日期：201004-30
基金项目：国家自然科学基金项目（50708009）：交通部西部交通
建设科技项目（200731822301-1，200631800009）
作者简介：王小艳（1984-），女，山东烟台人。硕士研究生，从
事路基工程研究。E-mail；wxyflybird.good@163.com。
文章编号：10038825(2010)05~001603
调查表明，青藏公路路面自“八五”改建后，路面材料特性如表1。
表1
结构层
材料
面层
沥青混凝土
路面材料特性
厚度弹性模量泊松比
/em 5
基层水泥稳定砂砾20 土基
E/MPa 1100 1300 40
BISAR模型建立 1.2
0.25 0.25 0.35
密度
剪裂强度
/(kg .m-") 2350 2100
/MPa 1.0 0. 4
按照规范，应用BISAR3.0力学计算程序时，荷载方式采用双圆均布荷载，标准轴载100kN，当量圆半径为10.65cm，轮隙间距为31.95cm3.4]，路面结构层间接触条件均按完全连续考虑。计算各层层底轮隙中心的弯拉应力，路面结构力学模型如图1。
10.65,10.65,10.65)(a)荷载模式（单位;cm）
A
B
(b)荷校空间布置
图1BISAR计算路面结构力学模型
1.3ABAQUS模型建立(5.6)
ABAQUS计算时模型尺寸为6m×6m×6m，路面结构力学模型如图2。施加荷载时为了便于计算与