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黄泛区二灰土底基层道路结构界面设计研究

郁万彬  
【摘要】: 在超载、温度、动水压力、层间污染、结构层材料性质不同等各种因素的综合作用下,路面各结构层间的接触状态并不是完全连续的,层间的结合状态逐渐衰变,处于完全连续与完全滑动的中间状态,导致路面结构的实际工作状态与设计理论中假定的工作状态不相符合。而层间接触条件不良是导致半刚性等级公路产生早期病害的重要原因,因此,有必要对考虑层间接触的等级公路结构体系和设计方法进行研究。 黄泛区高速公路与等级公路中广泛采用二灰土层作为底基层,由于该区域内粉质土的特殊工程性质,二灰稳定土在配合比设计时不同于一般的土质。采用7天的抗压强度作为配合比设计的强度标准,对早期强度较低,主要靠火山灰反应提供后期强度的黄泛区二灰土是不合适的。因此,对黄泛区二灰土配合比设计的强度标准进行研究具有重要的工程意义。 针对以上两个问题,本文采用ABAQUS有限元软件,依据道路层间破坏的类型,对考虑层间接触条件的典型等级公路的接触非线性力学特性进行了分析,研究了不良层间接触面位置和层间接触状态变化对等级公路结构体系与疲劳寿命的影响,并对等级公路考虑层间接触条件的设计方法进行了探讨;采用山东大学黄泛区二灰土相关实验数据,并结合《黄泛区路基与二灰土底基层施工技术指南》的编制工作,对黄泛区二灰土配合比设计的强度标准进行了研究。 研究认为,不良层间接触面上方结构层的最大拉应力对层间接触状态的变化更敏感;不良层间接触面位置不同时,在层间界面处产生的拉应力突变量差别较大,当下面层与基层接触不良时,拉应力突变量最大;基层间的层间接触状态对路面整体强度的影响最大,路表最大弯沉值并不能够很好的反映某一结构层的层间接触状态的具体变化情况;随不良层间接触面位置的下移,对路面结构由弯沉控制的疲劳寿命的影响变大,下面层-基层层间界面是影响结构层最大拉应力控制的疲劳寿命的关键层间界面。建议采用小于0.005mm颗粒含量为15%时的二灰土21天平均抗压强度1.02Mpa作为黄泛区二灰土配合比设计时的抗压强度标准值。


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