دراسة تأثير تغير رطوبة قاعدة الطريق في مناطق الأمطار الغزيرة على استجابة السطح الميكانيكية

HE Liang ,  

LI Huili ,  

LIU Weizheng ,  

SU Shuangquan ,  

HUANG Xuanjia ,  

摘要

لتحليل تأثير تغير رطوبة قاعدة الطريق تحت ظروف مناطق الأمطار الغزيرة على استجابة الهيكل الميكانيكي للسطح، تم إنشاء نموذج تقديري لمعامل الارتداد الديناميكي M_R يأخذ في الاعتبار مستوى الإجهاد وقوة جذب المصفوفة. باستخدام برنامج COMSOL، تم إنشاء نموذج عددي لبنية قاعدة الطريق والسطح، وتم دمج M_R في علاقة البنية للنموذج العددي باستخدام معادلات تفاضلية جزئية ذات معاملات. وبالاعتماد على مقارنة البيانات المقاسة والنتائج المحسوبة وفقًا للمعايير، تم التحقق من صلاحية النموذج، كما تم تحليل القوانين الزمنية لتغير الغرز والانحناء وعمر التعب للسطح تحت ظروف الأمطار المختلفة ومستويات المياه الجوفية. أظهرت النتائج أن معامل الارتداد ينخفض مع زيادة محتوى الرطوبة، بينما تزيد قيم الانحناء مع زيادة محتوى الرطوبة؛ عندما زاد التشبع في تربة القاعدة من 79٪ إلى 90٪، زادت أقصى قيمة انحناء للطريق بمقدار 126 ميكرومتر. عندما ارتفع منسوب المياه الجوفية من -5 م إلى 0 م، زادت أقصى قيمة انحناء على السطح بنسبة 62٪. طرق حساب عمر التعب لطبقة الأسفلت بناءً على المعايير الصينية والأمريكية أظهرت دقة عالية، حيث كانت أكبر نسبة خطأ 2٪ فقط. مع ارتفاع منسوب المياه الجوفية، زاد الإجهاد الشدادي الأقصى في قاعدة الطبقة العليا خطيًا، بينما تناقص عمر التعب؛ عندما ارتفع منسوب المياه الجوفية بمقدار 5 أمتار، زادت إجهادات الشد القاعدية بنسبة 28.35٪، وانخفض عمر التعب لطبقة الأسفلت بنسبة 62.8٪. توفر نتائج الدراسة أساسًا نظريًا لتصميم بنية الطرق في مناطق الأمطار الغزيرة وضمان الأداء طويل الأمد.

关键词

هندسة الطرق;الاستجابة الميكانيكية;النمذجة العددية;تربة القاعدة;قيمة الانحناء;عمر التعب

阅读全文