李 斌 毛国富

(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室 上海 201804)

我国南方夏季高温多雨，城市内部热岛效应明显，在城市道路交叉口区域，相比一般路段，渠化交通特征显著，车辆往往行驶速度慢、频繁启动制动或长时间停驻，这些因素使得城市交叉口沥青路面产生更为显著的永久变形，降低了使用寿命[1]。本文将采用数值模拟方法，考虑渠化交通下的交通量及轴载、高温条件下的路面结构温度场、启动制动带来的水平荷载，以及低速行驶条件下的移动荷载等城市道路交叉口路面车辙的影响因素，使用ABAQUS有限元分析软件，分析城市道路交叉口的力学响应特征，从而揭示城市道路交叉口车辙形成机理，进而提出城市道路交叉口区域路面病害防治对策。

1 有限元模型的建立

1.1 荷载形式与计算模型

参考JTG D50-2017 《公路沥青路面设计规范》[2]所规定的轴载设计参数，为方便计算，本文采用矩形荷载形式[3]，荷载形式示意见图1。

图1 荷载形式示意(单位：mm)

矩形荷载长度为192 mm、宽度为184 mm、间距135 mm，荷载大小为0.7 MPa。

采用三维模型，计算模型图见图2，模型尺寸为6 m×3 m×3 m。

图2 计算模型图(单位：mm)

路面结构层为多层，层与层之间的连接是连续的，面层采用三层结构，路面结构层材料见表1。

表1 路面结构层材料尺寸

ABAQUS有限元模型图见图3，模型一共划分了121 296个单元，在力学分析中采用的单元类型为8节点双线性减缩积分单元(C3D8R)，采用Heat Transfer类型单元建立温度场，建立温度场时不加载，在对称面上采用对称约束，其他竖直面约束水平方向位移，底部采用固结约束。……