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沥青混凝土路面温度场数值分析.pdf
铁 道 建 筑
2011年第 12期 RailwayEngineering 141
文章编号:1003—1995(2011)12-0141—02
沥青混凝土路面温度场数值分析
陈小燕 ,刘小文
(南 昌大学 建筑工程学院,江西 南 昌 330031)
摘要 :采用三维模型,对夏 日全天温度变化下路面结构层温度场分布及不 同降温速率下沥青路面温度场
分布进行 了分析 。结果表 明:地表 以下0.4m深度 内(即沥青混凝土面层)温度场受到外界温度影响
大,其下各结构层温度场变化不明显 ;对同一结构层 ,特别是面层 ,地表温度降幅越大,路面层顶底面的
温度变化 以及路面层产生的温度应力也越大;初始温度越 高,各结构层温度也越 高,但各结构层温度差
与初始温度关系不明显 。
关键词:沥青混凝土 路面 温度场
中图分类号 :U416.217 文献标识码 :A
裂缝在沥青路面中非常常见 ,根据裂缝产生 的原
因,可把裂缝分为三类 :即强度裂缝 、温度胀缩裂缝 、结
构和施工裂缝 ;也可简单地将裂缝分为荷载型裂缝和
非荷载型裂缝两类。前者是 由于荷载影响导致沥青路
面出现裂缝 ,主要是荷载引起的疲劳开裂 ;后者主要是
由于温度变化导致沥青路面的胀缩产生裂缝。在南方
图 1 模型剖面 图(单位 :em)
地 区,冬天气温通常都不是很低 ,因此 ,很少产生冻胀
开裂 ,但在夏天 ,由于昼夜温差大或者天气突变,气温
急降,也很可能产生较大温差 ,从而引起沥青混凝土收
缩裂缝 。但 目前研究南方夏天路面结构层温度场
分布规律的著述相对较少 ,因此 ,本文 旨在采用有限元
法对南方地区在夏 日全天和温度急降情况下结构层温 图2 网格剖分图
度变化规律予 以分析。
1 有限元分析模型及参数 2 计算及分析结果
2.1 夏天 1d温度变化下路面结构层温度场分布
采用三维热分析模型分析路堤沥青混凝土路面结
假定夏天 1d地面温度变化如表 2所示。
构层的温度场分布。路面各结构层热力学参数见表
表2 夏天 1d地面温度变化
1。沿路面方向长取 10m,横剖面上两侧边坡坡 比取
时刻
1:3,路堤高度4m,地基取 3ITI深 。模型的单元类型 项 目
u:uu z:uu 4:uu O:UU :uu 10:UU Jz:uU J4:U0 IO:L’u l :UU 2U:L ZZ:UU 24:UU
选择三维热学单元 Solid87,模型横断面尺寸见 图 1,
23 4 l9·3 l74 l9 6 26 l 34 3 40 8 43·O 4l·l 37 0 32·4 28·0 23 4
ac
典型模型的单元网格见图2。
表 1 路面各结构层热力学参数 温度场分析中,以1d的地面温度变化作为边界
条件 ,在两侧坡面及路表面施加地面温度 ;在地基底面
施加恒定 的地温 ,取 19℃,其它面为绝热面。
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