基于横观各向同性倒装式沥青路面结构分析
横观各向同性层状场地的动力分析及应用
同济大学博士学位论文横观各向同性层状场地的动力分析及应用姓名：陈镕申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：陈竹昌19991001摘要本文回顾了桩一土一结构动力相互作用课题国内外研究的现状，选定了“横观各向同性层状场地的动力分析及应用”这一桩～士一结构动力相互作用中的基本问题作为本文的研究内容。
、√根据研究的内容本文分为两部分。
、第一部分：主要研究横观各向同性层状场地对平面入射波的响应及应用。
在这部分中，本文主要作了如下的工作：１、根据矗角坐标系中的基本方程，推导横观各向同性土层在平面入射ＳＨ波、Ｐ—ｓＶ波时的动力刚度矩阵：２、给出横观各向同性层状场地对平面入射ＳＩ－Ｉ波、Ｐ—ＳＶ波的求解方法，并以平面入射ＳＨ波为例说明如何应用这种方法求解场地的响应；３、通过参数的分析，说明场地的横观各向同性性质对场地的自振特性、场地的地震响应等的影响。
其中场地的共振频率随场地横观各向同性性质的变化规律系首先被发现：第二部分：主要研究横观各向同性层状场地对外加荷载的响应及应用。
在这一部分本文主要作了如Ｆ的工作：Ｉ、推导了横观各向同性层状场地底部阻尼边界条件及半空闾边界条件，并给出它们进入离散化后的Ｒａｙｌｅｉｇｈ波与Ｌｏｖｅ波代数特征方程的方法：２、利用状态空间法求出上述代数特征方程的特征值及规格化特征向量，并给出了相应的正交关系，利用求得的特征值与特征向量给出了各种荷载作用下位移的表达式，即格林函数公式：３、对不同的边界条件下位移响应进行比较，指出它们的适用范围；４、指出求得的位移公式应用于桩一土动力相互作用的方法，并举例说明了它们的具体应用以及场地横观各向性质等参数对横观各向同性场地中桩一土动力相互作用的影、响：５、通过与试验结果的对比，检验了本文方法的有效性。
善，为今后在桩一通过上述二部分的研究，土一结构动力相互作用分析中关ｔ词ｚ桩一土一结构动力相互作用，横观各向同性层状场地，平面入射波，响应上、动力分析，边界条件，特征值鸟特征向量，格林函数｛ＡＢＳＴＲＡＣＴＲｅｖｉｅｗｉｎｇｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌ・ｐｉｌｅ—ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙｉｓｏｔｒｏｐｉｃｌａｙｅｒｅｄｓｔｒａｔｕｍａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｒｅｃｈｏｓｅｎａｓｔｈｅｔｏｐｉｃｏｆｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ，ｗｈｉｃｈａｒｅｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｄｙｎａｍｉｃｓｏｉｌ－ｐｉｌｅ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｔｈｅｓｉｓｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏ懈ｏｐａｒｔｓ．Ｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｐａｒｔ，ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙｉｓｏｔｒｏｐｉｃｌａｙｅｒｅｄｓｔｒａｔｕｍｔｏｉｎｃｉｄｅｎｔｐｌａｎｅｗａｖｅｓａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＴｂｅｍａｉｎＣｏｎｔｅｎｔｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｉｎｇ：１．ＴｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｔｉｆｆｎｅｓｓｍａｔｒｉｃｅｓｏｆｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙｉｓｏｔｒｏｐｉｃｓｏｉｌｌａｙｅｒｔｏｉｎｃｉｄｅｎｔｐｌａｎｅＳＨａｎｄＰ－ＳＶｗａｖｅｓａｒｅｄｅｒｉｖｅｄ，ｗｈｉｃｈａｒｅｉｎｔｈｅＣａｒｔｅｓｉａｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ；２．ＴｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙｉｓｏｔｒｏｐｉｃｌａｙｅｒｅｄｓｔｒａｔｕｍｒｅｓｐｏｎｓｅｓｔｏｉｎｃｉｄｅｎｔｐｌａｎｅＳＨａｎｄＰ・ＳＶｗａｖｅｓａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ａｎｄｔｈｅｉｎｃｉｄｅｎｔｐｌａｎｅＳＨｗａｖｅｉｓｔａｋｅｎ∞ｔｈｅｅｘａｍｐｌｅｔｏｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｈｏｗｔｏＨｕｅｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｔｈｅｓｔｒａｔｕｍ；ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，３．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙｉｓｏｔｒｏｐｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｓｏｉｌｏｎｔｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｅＩｃ．Ｏｆｔｈｅｌａｙｅｒｅｄｓｔｒａｔｕｍａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｒｕｌｅｏｆｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｆ『ｅｑｕｅｎｃｙｖａｒｙｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙｉｓｏｔｒｏｐｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅｓｔｒａｔｕｍｉｓｆｏｕｎｄｆｏｒｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅ．／ｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｐａｎ，ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆＵａｎｓｖａｒｓｅｌｙｉｓｏｔｒｏｐｉｃｌａｙｅｒｅｄｓｔｒａｔｕｍｔｏｅｘｔｅｒｎａｌｌｏａｄｓａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｉｎｇ：１Ｔｈｅｄａｍｐｉｎｇａｎｄｈａｌｆｓｐａｃｅｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｔｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙｉｓｏｔｒｏｐｉｃｌａｙｅｒｅｄｓｔｒａｔｕｍａｒｅｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｍｉｎｔｏｔｈｅａｌｇｅｂｒａｉｃｅｉｇｅｎｖａｌｕｅｅｑｕａｔｉｏｎｓｏｆｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄＲａｙｌｅｉｇｈａｎｄＬｏｖｅｗａｖｅｓ，ａｒｅａｌｓｏｐｒｅｓｅｎｔｅｄ；２．Ｔｈｅｅｉｇｅｎｖａｌｕｅｓａｎｄｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒｓｆｕｒａｂｏｖｅｅｑｕａｔｉｏｎｓａｒｅｅｖａｌｕａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｔａｔｅｓｐａｃｅｍｅｔｈｏｄ．ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙｒｅｌａｔｉｏｎｓａｒｅａｌｓｏｇｉｖｅｎ．１１１ｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｆｏｒｍｕｌ∞ｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｔｅｒｎａｌｌｏａｄｓ，ｉｎｏｔｈｅｒＷＯｒｄｓ，ｔｈｅＧｒｅｅｎ’Ｓｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ａｎｄｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｍ；ａｌｅｅｘｐｒｅｓｓｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｅｅｉｇｅｎｖａｌｕｅｓ３．Ｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｒｅｓｐｏｎｓｅｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｅａｃｈｏｔｈｅｒ，ａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｌｅｒａｎｇｅｓｏｆｔｈｅｓｅｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｓｕｇｇｅｓｔｅｄ；４．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆａｂｏｖｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｆｏｒｍｕｌａｅｉｎｄｙｎａｍｉｃｓｏｉｌ－ｐｉｌｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｒｏｕｌｇｈｓｏｍｅｅｘａｍｐｌｅｓ，ｅｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｏｉｌｔｒａｎｓｖｅｍｅｌｙａｎａｌｙｓｉｓａｒｅｄｙｎａｍｉｃｓｏｉｌ’ｐｉｌｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎａｒｅｒｅｖｅａｌｅｄ；ｉｓｏｔｒｏｐｉｅｐｒｏｐｅｒｔｙｅｔｃ．ｏｎｔｈｅ５．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｉｓｅｘａｍｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｅｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ，Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｔｕｄｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｂｏｖｅ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙｉｓｏｔｒｏｐｉｃｌａｙｅｒｅｄｓｔｒａｔｕｍｉｓｍａｄｅｍｏｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈａｎｅｖｅｒｂｅｆｏｒｅ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｉｓｍｏｄｅｌｉｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｏｉｌ－ｐｉｌｅ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｙｎａｍｉｃｓｏｉｌ－ｐｉｌｅ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙｉｓｏｔｒｏｐｉｃｌａｙｅｒｅｄｓｔｒａｔｕｍｉｎｃｉｄｅｎｔｐｌａｎｅｗａｖｅｓ，ｒｅｓｐｏｎｓｅ，ｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓ，ｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｎｄｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒｓ，Ｇｒｅｅｎ’Ｓｆｕｎｃｔｉｏｎ・ｅｉｇｅｎｖａｔｕｅｓ簟论绪论桩基础是土建结构中广泛采用的基础形式，许多重要的工程往往都采用桩基础，如高层及超高层建筑，核电站主厂房结构，海洋平台结构，桥梁的桥墩．悬索桥斜拉桥主塔结构，高耸结构（如电视塔、高压电线塔架等等）以及大型工业厂房、大型动力设备基础等等。
沥青面层结构参数对倒装路面结构非线性响应分析
Ａｎ ｌ ｓｓｏ ｎ ｉ ｅ ｒ Ｒｅ ｐ ｎ ｅｏ ｐ ａ ｔＳ ｒ ａ ｅ Ｓ ｒ ｃｕ ａ ａ ｙ ｉ ｆＮｏ ｌ ａ ｓ ｏ ｓ ｆＡｓ ｈ ｌ ｕ ｆ ｃ ｔ ｕ ｔ ｒ ｌ ｎ
Ｐ ｒ ｍ ｅ ｅ ｓｏ ｎ ｅ ｔ ｄ Ｐａ ｅ ｎ ｔ ｕ ｔ ｒ ａ ａ ｔ ｒ ｎ Ｉ ｖ ｒ ｅ ｖ ｍｅ ｔＳ ｒ ｃ ｕ ｅ
（． １ 河北工业大学土木工程学 院 ，天津 ３ ００ ；２天津市公路工程 总公 司第一分公 司 ，天津 ０４ １ ． ３ ０ ０ １２） １
摘 要 ：级配碎石过渡层能有效 防止或减少半刚性基层反射裂缝 ，改善沥青路面排水条件 ，但级配碎石模量低 ，具 有非线性应力应变特性 ，将其作为过渡层置于沥青面层与半刚性基层之 间，会改变原路面结构应力状况。通过使用 非线性路面设计程序 ，从沥青面层厚度 、模 量两个路面结构参数分 析路表弯ｅ ｐ ｎ ｅ ｏ ｅ ｖ ｒ ｔ ｎ ｏ ｈ ｃ ｎ ｓ ｎ ｍｏ ｕ ｕ ｆ ｒ ｓｌ ｎ ｅ ｆ ａ ｐ ａ ｔ ｐ ｖ ｍｅ ｔ ｏ ｌ ｅ ｓ ｅ ａ ｆ ｍｅ ｈ ｃ ｒ ｓ ｏ ｓ ｆ ｔ ａ ｉ ｉ ｆ ｔ ｉｋ ｅ ｓ ａ ｄ ｎ ｌ ｈ ａｏ ｄ ｌ ｓ ｏ ｅ ｉ ｅ ｃ ｏ ｓ ｈ ａ ｅ ｎ ｎ ｔ ｅ ｔｎ ｉ ， ｉ ｌ ｌ ｌ
土基顶面压应变等控制指标。归纳 总结沥青 面层厚度 以及 回弹模量变化对路面各个结构层 的拉 、压 、剪切等力学响
应规律 ，对倒装结构组合设计具有重要 的参考价值。 关键词 ：沥青路面结构 ；级配碎石过渡层 ；倒装路 面结构 ；层状体系理论 ；非线性理论 ；结构受力分析
中图分类号 ：Ｕ １ ．１ ４ ６０ 文献标 志码 ：Ａ 文章编号 ：１０ — ６ ８（０ １ ０ — ０ ９ ０ ０ ３ ３ ８ ２ １ ）６ ０ ０ — ４
冯德成 沥青路面结构设计的理论问题与分析
结 构 02第 一 主 应 力 与 左 侧 荷 载 圆 圆 心 的 横 向 距 离 （ cm） 0 10 20 30 40 50 60 70
结 构 01剪 应 力 13 与 左 侧 荷 载 圆 圆 心 的 横 向 距 离 （ cm）
0
结 构 02剪 应 力 13 与 左 侧 荷 载 圆 圆 心 的 横 向 距 离 （ cm）
1 a 1 z
2
如按CBR法，面层从路表向深处的CBR值慢慢地减小，假定其减小的比例与上式 相同，则如下图，在路表时接地压力p相当于CBR0，在深度z处地应力应相当于 CBRz。 0 CBR（ z ） CBR0（p）
CBR z z CBR 0 p
1 a 1 z
2 层状弹性体系理论的问题
①关于理想弹性、完全均匀和各向同性的假设
适用于任一瞬时弹性力学响应分析
19
理想弹性
是其他非线性力学分析的理论与逻辑起点 对沥青混合料、粒料材料、土基应完善非线性力学方法 适用于路基路面的结构分析与设计
完全均匀
材料行为的机理分析应发展多相介质力学或复合材料力学 内部存在缺陷的结构分析应发展断裂、损伤等力学方法 适用于普通应力水平下的结构分析与设计
29
1 半刚性基层沥青路面的结构—环境—荷载耦合分析
结构 02第二主应力 与左侧荷载圆圆心的横向距离（ cm）
与左侧荷载圆圆心的纵向距离（cm）
-40 30 -0.1 20 -0.2 10 0 -10 -20 -30 -0.3 -0.4 -0.5 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70
荷载作用以前
荷载作用以后
25
沥青路面典型结构组合的破坏模式
符合弯拉破坏模式： 1.早期薄面层、低刚度的半刚性基层沥青路面（沥青层厚度 小于15cm，基层弯拉模量模量小于3000MPa） 2.柔性基层沥青路面(沥青层厚度小于20cm)
级配碎石柔性基层沥青路面结构(路面结构倒装)在公路建设中的研究与应用
级配碎石柔性基层沥青路面结构(路面结构倒装)在公路建设中的研究与应用摘要:影响沥青混凝土路面早期破损的原因错综复杂，它包括设计、施工、材料等各方面因素，裂缝是沥青路面最主要的破损形式之一，因现在沥青路面多采用半刚性基层，缩裂和干裂较为严重，裂缝由下向上反射，几乎是无法避免的。
本文介绍的级配碎石柔性基层沥青路面结构（以下简称柔性基层结构）形式有效减少了沥青混凝土路面出现反射裂缝的现象，延长了道路使用寿命，减少了日常养护费用。
引言：本文结合云南省农村公路交通建设工作实际，对沥青混凝土路面出现早期反射性裂缝病害的原因进行分析，并从设计结合施工实践的角度，在不同交通量及路线纵坡地段，分别采用不同路面结构组合形式(正装结构、倒装结构)，对路基施工、路面施工全过程进行各项经济技术指标检测评定，投入使用后定期检测使用效果，通过对全过程(建设期、使用期)的实践评定，对全过程经济技术指标进行科学分析，研究柔性基层沥青路面结构型式(即路面结构倒装—第一层沥青砼面层，第二层级配碎石基层，第三层水泥稳定碎石底基层)在预防沥青混凝土路面早期破损，以减少路面养护成本，延缓路面使用期限方面的可行性及可推广性。
一、半刚性基层沥青路面缺点及柔性基层优势分析多年来，许多沥青路面产生了严重的早期病害，绝大多数半刚性基层薄沥青路面未达到设计使用年限就进行大修，甚至有的路段通车后就开始产生病害，促使人们对此结构提出了一些质疑。
长期以来，人们普遍认为半刚性基层的最大优点是整体性强，有很高的承载力，但对其缺点认识不足。
通过对这些缺点的分析，我们能了解到对级配碎石柔性基层沥青路面结构形式进行合理应用及推广的重要性。
（一）半刚性基层缺点①半刚性基层的收缩开裂及其由此引起的沥青路面反射裂缝普遍存在。
②半刚性基层非常致密，它基本上是不透水或者渗水性很差的材料。
③半刚性基层有很好的整体性，但在使用过程中，半刚性材料的强度、模量会由于干湿和冻融循环，在反复荷载的作用下因疲劳而衰减。
横观各向同性黏弹性沥青路面的动力响应
横观各向同性黏弹性沥青路面的动力响应鲁巍巍;郑健龙【摘要】In order to better characterize the mechanical behavior of the pavement under fal1ing weight deflectometer (FWD for short) load, the dynamic responses of viscoelastic asphalt pavement were analyzed considering the cross-anisotropy of unbound aggregates bases (UAB for short) and subgrades. Based on the governing equations for isotropic viscoelastic and cross-anisotropic elastic axisymmetric spatial dynamic problems, the stiffness matrixesin the integral transform domain of 2-nodedlayer elementfor the isotropic viscoelastic body and 2-noded and 1-noded layer elements for the cross-anisotropic elastic body were developed respectively, and then the analytical stiffness matrix solution of viscoelastic multi-layered asphalt pavement structure considering cross-anisotropy was proposed. The validity of the developed method was verified by comparing the results of cross-anisotropic problem reducing to isotropic problem with the existing solutions. Subsequently, the influences of cross-anisotropy of UAB and subgrade on the surface defections were investigated. The results show that surface defections increase with the decrease of modulus ratios of UAB and subgrades, and the ratios of modulus of UAB have more significant impacts.%为了更好地表征路面在荷载作用下的力学行为,研究考虑基层和土基材料的横观各向同性特性的黏弹性沥青路面在落锤式弯沉仪(fal1ing weight deflectometer,FWD)荷载作用下的动力响应.从各向同性黏弹性和横观各向同性弹性轴对称空间动力问题的基本控制方程出发,借助相应的积分变换,分别建立积分变换域内的各向同性黏弹性体的双节点层单元刚度矩阵和横观各向同性弹性体的双节点与单节点层单元刚度矩阵,进而得到考虑横观各向同性的黏弹性多层沥青路面结构的解析刚度矩阵解.通过求解横观各向同性问题退化的各向同性问题,并与已有解答进行对比,验证本文计算方法的准确性.然后,分析基层和土基的横观各向同性特性对路表弯沉的影响.研究结果表明:随着基层和土基模量比减小,路表弯沉增大,且基层模量比变化的影响更显著.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(049)004【总页数】7页(P964-970)【关键词】沥青路面;黏弹性;横观各向同性;动力响应;解析刚度矩阵法【作者】鲁巍巍;郑健龙【作者单位】长沙理工大学交通运输工程学院,湖南长沙,410114;长沙理工大公路工程试验检测中心,湖南长沙,410114;长沙理工大学交通运输工程学院,湖南长沙,410114【正文语种】中文【中图分类】U416.217横观各向同性体是物体内任意一点存在1个平面，在平行于该平面的所有各个方向都具有相同的弹性性质，且垂直于该平面的方向具有不同弹性的各向异性体。
略析倒装式沥青路面结构设计
略析倒装式沥青路面结构设计半刚性基层沥青路面由于具有整体强度高、造价低、板体性好等优点，在我国得到了广泛应用。
但在湿度和温度变化时它易产生收缩开裂，导致沥青面层产生反射裂缝，继而降低沥青路面使用寿命。
为了克服这些缺陷，研究人员在沥青路面半刚性基层之上添加了一层过渡层（级配碎石层），形成倒装结构沥青路面。
为了从理论层面深入研究倒装沥青路面结构，笔者建立倒装沥青路面结构力学响应三维有限元模型，分析总结该沥青路面结构在轮载作用下力学响应分布特点，为倒装沥青路面的设计与实践提供理论参考。
1.力学指标的选取《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）采用沥青层底拉应力、路表弯沉、面层剪应力作为新建公路沥青路面设计指标来控制路面的疲劳破坏，保证路面的整体刚度，防止路面表面层出现局部剪切破坏[1]。
文献[2]研究表明，表面层最大剪应力对于沥青路面表面层的车辙和位于轮迹带上的早期纵向开裂等剪切损坏起关键作用。
基于此，笔者决定采用路表弯沉、沥青面层和半刚性基层底拉应力、沥青面层和级配碎石層最大剪应力作为结构分析的力学指标。
2.路面结构参数与三维有限元计算模型的建立2.1 路面结构的选取路面结构不同，其结构层内的力学响应也有所区别。
参考现行规范及大量试验路段工程实例，最终确定本文采用的基准倒装沥青路面结构的材料主要参数如表1所示：2.2 三维有限元计算模型的建立《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状连续体系进行路面结构设计，而文献[3]研究表明，轮胎作用于路面的形状更接近于矩形，因此笔者采用荷载接触面为矩形且为均布荷载的有限元计算模型。
荷载采用黄河JN-100标准车型，轴重100kN，轮压为0.7MPa。
模型采用单元类型为SOLID45单元，取路面平面方向的尺寸取为6×4m（长×宽），深度方向各层具体厚度见表1。
其中z轴为横向坐标（路面横向），y 轴为竖向坐标（深度方向），x轴为纵向（行车方向）。
我国沥青路面主要结构形式及使用性能评价
我国沥青路面主要结构形式及使用性能评价在我国公路建设不断发展的过程中，沥青路面结构作为一种主要的路面结构形式被广泛应用。
目前我国通车的公路路面中，约80%以上的路面结构采用了沥青路面，沥青路面结构已成为我国公路建设发展过程中所采用的主要路面结构形式。
在公路建设取得巨大成就的同时，也暴露出了一些问题，特别是在已建成的高速公路中，沥青路面结构出现了较多的早期损坏，明显表现出沥青路面结构长期使用性能的不足。
本文开展了我国沥青路面主要结构形式和使用性能评价的研究。
一、沥青路面功能作用和要求沥青路面的功能和作用不言而喻是以满足交通车辆安全、舒适通行为目的的，由于公路是暴露在自然环境条件下的土工工程构造物，因此，沥青路面还需满足并适应自然环境条件。
我国现行的公路沥青路面设计规范对沥青路面结构设计的目的做出了明确要求，即“路面在设计年限内，满足各级公路相应的承载能力、耐久性、舒适性、安全性的要求”。
根据路面的功能和作用，对沥青路面结构的基本要求包括以下几个方面：（1）强度，公路路面的强度是指路面结构层对于行车和自然因素等作用的抵抗能力即承载能力；（2）稳定性，公路路面的强度经常受到自然气候和水文因素的影响而发生变化，为了保证路面满足交通车辆行驶的需要，要求路面结构在任何气候和水文条件下都必须保持稳定的强度；（3）平整度，路面越平整，交通车辆行驶时的振动、冲击越小，行车的滚动阻力也越小，这样就能保证交通车辆以较高的车速行驶，并使车辆的损坏减少，燃油和轮胎磨耗降低，行车更舒适；（4）粗糙度，路面粗糙度的大小关系到行车安全，因此沥青路面必须满足一定的抗滑要求。
二、沥青路面结构的分类从大的分类来说，公路路面可以按照使用的材料、施工方法、工程造价的多少或使用的品质及承受的交通荷载的方式进行分类。
公路路面通用的分类如下，按照使用的材料、施工方法分类，公路路面可以划分为以下几种类型土质路面、稳定处理路面、沥青路面、水泥混凝土路面、砌块路面。
公路沥青路面倒装结构质量控制关键技术分析
公路沥青路面倒装结构质量控制关键技术分析******************摘要：随着我国经济技术的发展和公众对出行舒适性要求的不断提高，以“强基薄面”为理念而提出的半刚性基层沥青路面结构不断被倒装沥青路面结构所取代，成为近年来高速公路、普通公路等高等级路面最为常用的一种路面结构形式。
本技术分析报告结合多年来的工作实践，就如何提高公路沥青路面倒装结构施工质量谈谈自己的几点想法。
1. 公路沥青路面倒装结构特点及其质量控制重要性与半刚性沥青路面结构不同的是，沥青路面倒装结构的级配碎石层设计于水泥稳定碎石层之上。
级配碎石层的功能不再如半刚性基层沥青路面结构中仅充当垫层的作用，同时还兼具承载、防裂、减震、缓冲等结构性功能。
将级配碎石层设置于水稳层之上，能较好地吸收水稳层的温度收缩和干燥收缩裂缝尖端能量，对于旧水泥混凝土路面加铺沥青面层结构来说还能较好地吸收旧板接缝尖端能量，有效减缓和避免反射裂缝的发生，故能够较好地提升路面的行驶舒适性。
但与半刚性路面结构相比，倒装结构的基层刚度较小，故需要设计更厚的沥青面层，由此带来的工程造价就会高些；同时在一些标高受限的路段，倒装结构的使用也会受到一定影响。
相对于半刚性沥青路面来说，由于沥青层更厚，级配碎石质地要求更好，因此沥青路面倒装结构单位工程造价也就更高，对级配碎石层的施工质量要求也更为严格。
因此，加强施工质量管理不仅是保证沥青路面倒装结构使用寿命的需要，同时具有很大的技术经济价值。
2. 公路沥青路面倒装结构施工现状分析沥青路面倒装结构在公路领域的应用已有一段年限，不同于半刚性基层路面，反射裂缝的大量减少在很大程度上提升了路面的舒适性和耐久性。
但倒装结构中级配碎石层不再满足于垫层的作用，而是充当了柔性基层的功能，因此对这一结构层材料性能，如碎石级配、碎石含泥量等要求也更为严格。
但近年来，随着国家政策的变化，优质碎石采购成本不断攀升，很多施工企业为了节约工程成本，在倒装结构的级配碎石层上偷工减料现象时有发生，此类现象也同时发生在沥青面层中，这样就大大降低了公路沥青路面倒装结构的施工质量，使得建成的沥青路面出现大量坑槽、网裂、龟裂、车辙、推移等病害，严重影响路面寿命和使用性能。
浅析沥青路面抗车辙性能评价及结构优化
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． １ ６ １ １ ６ ； ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｊ ｓ ｌ 【 ｊ ． ２ ０ １ ７ 。 １ ０ ． ０ ５ １
密实 混 凝 土就 自然 而 然 的代 替 了 以振 捣棒 深 入 探 究 的 传统 施 工 工
准 ，其 主要 设 计 主要 是 通 过 顺 应 路表 的弯 曲与 沉 降 以半 刚 性基
层 底 面 及沥 青 面 层 底 面 的 弯拉 应 力 作 为验 证 设 计 的 标准 。 自新 中
国成 立 以来 ，这 个 设 计理 论 就 被 广 泛 地运 用到 沥 青 路面 的设 计 当 中 。在 半 刚 性基 层 沥 青路 面 的结 构 形 式 当 中 ，这 里 的 控 制性 指 标
求 的 关键 。除 了 具体 的技 术 手 段 和 方法 ．高 性 能 混凝 土 的配 合 比
【 ２ 】 ＣＥ Ｃ Ｓ ２ ０ ７ —２ ｏ ０ ６ 高性能 混凝土应 用技术规 程［ Ｓ 】 ． Ｅ 京 ：建 筑 工 业 出版 社 ，２ ０ ｏ ６ ． 【 ３ ］冯 乃谦 ，邢锋 ． 高性 能混凝 土技术 ［ Ｍ】 ． 北 京 ： 原 子 能 出 版 社 ，２ ０ ０ ０ ． ［ ４ 】余 明 东 ． 高 性 能 混 凝 土 配 合 比设 计 思 考 【 Ｊ １ ． 西 昌 学 院 学报 （ 自然 科 学 版 ） ，２ ０ ０ ７ ，９ （ ３ ） ：５ ７ ．
现 出来 。 因此 ，我 们很 有必 要 对 沥青路 面的抗 车辙 性 能作 出完善合 理 的评 价 ，并在 此过 程 中对 它 的结构 实施一 系列 改 良措 施 ，以延 长沥青路 面的使 用寿命 及 使 用质 量 ，使 它 能够 更安 全地 为人 们所 用 。
沥青路面动力学分析
（ ，Ｈ ，Ｈ １． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ９ ０， ｐ ｇ ｇ ｇ ｙ ， ； ，Ｈ ， Ｈ ｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｉ ａ ｎ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ２． Ｇ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｔ ｅ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｏ ｋ ｋ ａ ｉ ｄ ｏ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｇ ｊ ｇ ｇ ｇ ｙ ，Ｈ ， ） Ｓ ａ ｏ ｒ ｏ ０ ６ ０ ８ ６ ２ ８ ｏ ｋ ｋ ａ ｉ ｄ ｏ Ｊ ａ ａ ｎ － ｐ ｐ ｐ
［ ５］
将压电
ａ Ｍ＋ ｂ Ｋ Ｃ＝ ２ ｗ１ｗ２（ ｗ２ １ －ｗ １ ２） ξ ξ ａ＝ ２ ２ ｗ２ －ｗ１
（ ） ２ （ ） ３
压磁弹性介质处理为横观各向同性层状介质 ，得到 了采用状 态 变 量 表 示 的 多 层 压 电 压 磁 弹 性 介 质 在
６］ 王正中等 ［ 分析证实 Ｈ ａ ｎ ｋ ｅ ｌ变换空间中的解析解 ；
１ ５］ 尼假设 ［
。 目前的路面设计中 ， 路面实 际
寿命大都短于设计寿命 ， 这也启发人们从材料参数以 及结构设计的角度来思考新的路面设计分析方法 。 中国学者也开始普遍重视岩土类材料的横观各
４］ 将横 向同性特性对其力学性能的影响 。 张玉军等 ［