基于ABAQUS对防滑降噪沥青路面温度

厚

AC-20C

沥青混凝土，基层采用水泥稳定碎石，底基层为碎石化后路

面结构层 ，各层基本物理力学参数见表

1。

表

1 路面结构计算参数

层位

结构层

厚度

(cm)

回弹模量

/

MPa

泊松比

热膨胀系数

（×10-5）

1

OGFC-13

沥青

混凝土

4

1200

0.3

1.1

2

中粒式沥青混

凝土

5

1200

0.3

1.0

3

水泥稳定碎石

15

1500

0.25

0.8

4

水泥稳定碎石

15 

1500

0.25

0.8

5

碎石化后结构

层

20

200

0.35

0.6

6

土路基

341

50

0.4

0.45

运用

ABAQUS

软件计算

,

采用标准轴载垂直均匀分布，

压力为

0.7 MPa,

单轴双轮组重

100 kN,

层间采用连续接触

,

即无相对滑动。现选取长

22.6 cm，宽

15.6 cm

的矩形，两

轮间距为轮宽的一半。

面层温度梯度与规范取值一致

,

采用东南湿热区

(

Ⅵ区

),

取

0.8 

℃

/cm。在基层取

0.14 

℃

/cm,

底基层按

0.1℃

/cm

计算

,

土基则取

0.004 ℃

/cm。面 层顶面温度取

50 ℃。

2.2 计算步骤

2.2.1 模型建立

（1）首先选定单元类型

,

本分析建立的是三维模型

,

选择拉伸类型实体形状，大约尺寸为

20，每层的厚度根据路

面结构计算参数输入相应厚度。

（2）在属性模块，赋予每层相应的参数，将回弹模量

和泊松比系数输入。

（3）然后进行装备模块。

（4）

在荷载模块施加标准荷载

100 KN，

在划分网格时，

对路面结构层内及荷载作用区域范围内的网格应该精细化，

保证计算结果更贴合实际。

（5）按温度梯度施加温度荷载。

（6）求解

,

可得各节点的温度分布 。

2.3 分析温度应力

通过

ABAQUS

计算所得最大温度拉应力约位于面层

底部

,

值为

1.295 MPa；而根据规范的公式所得

, 

值为

1.66 

MPa。由此可知，利用

ABAQUS

这个软件分析的得到的荷

载最大值是可靠的。求得的应力值为规范计算值的

78%,

其

中主要是没有考虑到面层在温度和荷载的作用下可能会和基

层产生分离现象而导致的其他一些应力变化。另外

, 网格划

分的精细、施加荷载的方式对结果也会造成一定的影响 。

2.4 温度

-

荷载耦合作用

先不考虑温度，只考虑单方面荷载作用，将标准轴载施

加在模型顶面的矩形上，通过

ABAQUS

计算得出最大的拉

应力在面层底面距离中心位置纵向偏移

6.5 cm。荷载应力为

0.81 MPa。下面求温度

-

荷载耦合作用，通过

ABAQUS

软

件计算出最大的应力位置和最大荷载承受的位置没有关联。

通常在温度

-

荷载饿作用下更能表现出路面结构的各个节点

受力情况，但计算出的是防滑降噪沥青路面的疲劳寿命

,

由

于温度变化作用的次数远远低于汽车荷载作用的次数

,

尽管计

算出的温度应力要比荷载应力大,但对疲劳寿命的权重反而低。

3 结论

（1）利用大型有限元软件

ABAQUS，根据给出的路面

（下转第

118

页）

基于

ABAQUS

对防滑降噪沥青路面温度

-

荷载

耦合力学分析

陈 晨