纵坡弯道桥面沥青铺装结构剪应力与防治策略分析

"纵坡弯道桥面沥青铺装结构剪应力分析 (2014年)" 本文主要探讨了在纵坡弯道上桥面沥青铺装结构所面临的剪应力问题，作者通过建立三维有限元模型，对影响桥面水平剪应力的各种因素进行了深入研究。这些因素包括车辆载重、行驶速度、弯道半径、纵坡坡度、以及沥青铺装层的厚度和模量。论文特别强调了在设计阶段应避免最小弯道半径与最大纵坡坡度同时出现，以减少沥青铺装层可能发生的推移病害。 首先，作者指出在城市立交匝道桥面上，沥青铺装结构的水平推移是一个普遍存在的问题，这主要源于沥青混合料的抗剪强度不足或沥青与混凝土层间的粘结力不足。在纵坡弯道中，离心力和不完善的设计方法是导致这一问题的关键因素，但之前的研究往往将车辙和推移混为一谈，实际上它们的成因不同。 文章接着详细分析了车辆在纵坡弯道上的荷载作用方式。车辆在这样的道路上会受到三个主要力的作用：法向力（即重力）、纵向水平力（与纵坡相关）和横向水平力（与弯道相关）。其中，法向力近似等于车辆的重力，而纵向和横向水平力则会因为车辆的运动状态而变化。 接下来，作者利用三维有限元模型来模拟这些力对沥青铺装结构的影响。研究表明，提高沥青铺装上层的模量、增加总铺装层的厚度、降低下层模量，以及严格控制车辆在纵坡弯道上的行驶速度和载重，都是有效减少水平剪应力、防止推移病害的策略。 论文进一步讨论了这些发现对于实际工程应用的意义，提出了优化设计方案的建议。作者还提到了文献中的相关研究，对比分析了过去的研究成果，指出在考虑推移问题时，需要更精确地分析弯道和纵坡的组合效应。 这篇论文揭示了纵坡弯道桥面沥青铺装结构剪应力的关键因素，提供了改善设计和预防病害的科学依据，对于道路工程和桥梁建设领域具有重要的理论和实践价值。通过这些深入研究，工程师可以更好地理解和应对城市立交匝道桥面的特殊挑战，从而提升道路的安全性和耐久性。