设计与试验|DESIGNANDTEST 文章编号：1000-033X(2016)11-0070-04
沿河公路角部悬空路面板荷载应力数值模拟分析
李尉敏
（濮阳市公路工程试验检测中心，河南濮阳457099）
摘要：针对沿河公路角部悬空路面板在车辆荷载作用下的破坏问题，通过将路基-路面结构简化为近似均质弹性半空间体地基上的板，利用ANSYS有限元软件，建立线弹性三维有限元角部悬空路面模型，对单轴-双轮荷载作用下的荷载应力的影响因素和变化规律进行分析。结果得出：角部悬空模式下的最不利荷位在路面板纵缝边缘；轴载和悬空比例是影响角部悬空路面板荷载应力的
重要因素；在一定悬空比范围内，荷载应力与悬空比近似呈线性关系。关键词：道路工程；角部悬空路面；有限元分析；荷载应力
中图分类号：U416.21
文献标志码：B
NumericalSimulationofLoadStressofDangling
PavementSlabofRiversideHighway
LIWei-min
(Puyang Highway Engineering Test Center,Puyang 457099,Henan,China)
Abstract: The damage to the dangling cement concrete pavement slab at the corner is typical of riverside highway. The subgrade-pavement structure was simplified as a plate resting on a similar homogeneous elastic half-space foundation, By using ANSYS software, a linear elastic three dimensional finite element model of concrete pavement was established, and was applied to analyze the influencing factors of the load stress on the slab surface caused by void beneath the slab under the loads of axle and wheels. Some conclusions were made as follows: the most unfavorable vehicle load locates on the longitudinal seam edge of the concrete slab; vehicle load and dangling ratio significantly affect the load stress; within a certain range, there's an appropriate linear.relationship between the load stress and the dangling ratio.
Key words; road engineering; dangling pavement slab; finite element analysis; load stress
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引言
路基掏空是山区沿河公路水毁中一种泛生性现象，路面板底的悬空加快了路面板开裂和断板的过程，使得路面使用性能和寿命迅速下降。路面出现悬空后，板内荷载应力比依据现行设计方法得出的荷载应力要大；且路面板底悬空面积越大，荷载应力越大，但荷载应力的增大不一定是线性的()。因此，路面板底的悬空变化对板内荷载应力的影响将成为水泥路面结构设计的重要研究内容。
针对路基路面内部应力和弯沉的分析较多，通
收稿日期：2016-03-31 70
万方数据
常采用的数值模拟手段，按照路面悬空情况，大致分为2类：第1类是研究非悬空路面各种影响因素及其响应；第2类是研究悬空路面板形成机理、影响因素以及板内应力分布[2-5]。目前，对非悬空路面板的研究较多，而针对受山洪、泥石流冲剧作用导致沿河公路路基掏蚀、面板悬空的研究较少。
基于此，本文对沿河公路水情况进行分析，针对角部悬空水泥混凝土路面结构形式，采用AN SYS有限元软件模拟，分析悬空比例、车辆荷载和车辆荷位3种因素对悬空路面板荷载应力及其分布的影响规律。