基于温度应力分析的半刚性基层沥青路面拱胀病害成因

来源：中国血液净化杂志2024年第12期北京时间：

作者：袁江, 程怀磊, 孙立军, 李佳豪

单位：同济大学　道路与交通工程教育部重点实验室，上海　201804

摘要：<p>针对西北地区半刚性基层沥青路面拱胀病害问题，结合实际调研和数值仿真，分析了真实服役条件下沥青路面的力学行为，提出了一种基于温度应力判别拱胀病害发育程度的方法。首先，实测了新疆地区典型半刚性基层沥青路面温度场，分析了路面不同深度处温度的时空分布特征，建立了路面温度场预估模型，确定了真实服役条件下的温度荷载；其次，建立了路面热力耦合数值模型，分析了温差、基层模量和膨胀系数对沥青路面温度应力与竖向变形的影响规律；最后，基于新疆地区实体路面工程，实地调研了路面基层状况与拱胀病害情况，建立了拱胀病害程度与基层温度应力之间的关系，确定了拱胀病害发育程度的分类标准。研究结果表明：新疆地区路面不同深度处的温度分布存在显著相位差，且随着深度增加，温度日波动幅度渐趋平缓。温度梯度和温度变化速率的差异导致不同结构层在不同时刻内经历不同的应力状态：在距路表以下30 cm范围内，路面结构层一天内受力状况经历了拉压交替过程，以致基层更容易受到应力变化的影响，从而使得基层更频繁地发生拱胀变形。拱胀病害发育程度随着基层模量增加而增加，可以分为无拱胀、轻微拱胀、中等拱胀和严重拱胀4个等级。研究成果可为拱胀病害无损判别和路面防拱胀设计提供参考。</p>

关键词：路面工程,拱胀病害,数值仿真,温度应力,温度场,基层模量,热力耦合数值模型