层间不同接触状态对长大纵坡桥面铺装车辙病害的影响分析

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摘 要 近年来路面结构病害问题日益突显，最具代表性的就是长大纵坡桥面铺装结构病害问题，引起了很多学者的高度重视。本文通过对沥青混凝土为粘弹性材料的假设，充分考虑各层之间的接触情况，利用Ansys软件，建成一个长大纵坡桥面铺装模型，针对不同层间接触状态，分析车辙深度、组成型式以及各层对车辙的贡献率，研究不同层间接触状态如何影响桥面铺装结构车辙的产生。

关键词 层间接触状态；粘弹性材料；车辙；贡献率

中图分类号U41 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）116-0164-02

1 绪论

沥青混合料材料特性属于典型的黏弹性材料，具有很强的时温等效性。车辙病害的产生主要是在车辆荷载反复作用后引起的竖向永久变形的积累，变形问题主要发生在公路路面被车轮碾压位置，该位置逐渐出现下沉、或者变形病害，而且其外观是两条纵向槽，如果比较严重，则车辙两侧会有隆起的变形。一般而言，连续车辙深度由凹陷深度与隆起高度两部分变形之和。

由于外界环境、施工以及材料等因素的影响，桥面铺装结构层间粘结，形成桥面铺装体系薄弱部分。目当前国内多数分析研究，均在假设层间完全连续状态下进行的，事实上层间不可能达到100%连续，而是处于非连续状态。基于此，科学模拟层与层之间的接触情况，成了必须首要解决难题。

为了详细研究不同层与层之间的接触状态车辙组成模式，从中截取一个相对较大的车辙断面，对其各节点进行分析研究，并在此基础上对断面接触状态铺装层车辙贡献率进行分析，研究不同层间接触模式对应的桥面铺装结构各层的损坏情况。

2 层间接触状态对车辙病害影响力学分析

从图2可以看出，层间不同接触状态对车辙的组成形式影响显著。层间不完全连续和完全光滑时车辙深度相对较大一些，而且隆起的高度以及凹陷的深度分别较大一些。当层间出现连续、部分连续状态时，车辙组成多为隆起的、凹陷的部分，尤其是层间光滑时，其变形多为凹陷。

对于层间连续状态和不完全连续状态下下面层结构对车辙的贡献率达到了百分之二十以上，充分说明了在层间连续状态和不连续状态下上面层和下面层共同承担车辙变形，并且对车辙变形具有一定的贡献率；同时，层间光滑时的下层对车辙贡献率相对较小一些，其主要原因在于层间完全光滑，层间接触不良，完整性不好，导致应力在各层之间不能很好地传递，导致下面层车辙贡献率很小。

4 结论

1）层间完全光滑时车辙深度是层间完全连续状态下的1.5倍，因此要在设计和施工中保证层间粘结材料与结构层完全结合在一起；

2）层间完全光滑时的车辙变形完全由上面层来承担，而层间完全连续和层间部分连续状态下车辙变形是由上面层和下面层共同承担的。为了保证路面平整度，以及行车的舒适性和及安全性，要保证层间的良好接触状态；

3）层间完全连续和层间部分连续的车辙组成内容是隆起与凹陷，而层间完全光滑车辙的组成只有凹陷部门。就凹陷绝对值而言，层间光滑凹陷值通常比层间完全连续、或者部分连续值要很大很多，所以层间完全连续时对于行车安全性危害很大，行车舒适性更难以保证，因此应严格杜绝层间完全连续状态的发生。

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