沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析（四）

合理的有限元模型是计算分析的前提。从目前的研究情况来看，主要有以下几个方面亟待探讨。
对于桥面铺装，如何假设和模拟层间接触是有限元建模中非常重要的问题。对于没有防水层的情况，可以借鉴复合式路面的处理。胡长顺[12]等人利用各向异性线弹性理论和三维有限元方法，构造正交各向异性接触模型，模拟板与基础的接触。黄晓明[13]和刘玉荣[14]在分别计算旧水泥混凝土路面和水泥混凝土沥青混凝土复合路面的混凝土加铺层的力学性能时，采用Goodman夹层单元模型来模拟既不是完全连续也不是完全光滑的接触状态。Goodman模型是Goodman等人首先提出的一种特殊单元，用于模拟岩石节理。应用于夹层时，称为夹层元素。夹层单元由两个表面组成，假设两个表面由无数个微小的弹簧连接，单元厚度假设为0。每个接触面有四个节点，一个单元有八个节点，所以是二维单元。对于防水层的情况，实际施工中防水层的厚度在2 ~ 5 mm之间，一般在3 mm左右，由于防水层的厚度很薄，有学者将其简化为一个接触条件来处理。黄晓明[15]和黄伟[16]等人在分析带防水层钢桥面铺装力学性能时，也采用了无厚度的Goodman夹层单元来模拟防水层的作用。在夹层单元和相邻的夹层单元或路面单元之间。张占军等人在文献[11]中计算水泥混凝土桥梁沥青混凝土路面结构层间剪应力时考虑了防水层的厚度。胡长顺[17]等人采用有限元法计算有开裂夹层的旧水泥混凝土路面沥青加铺层，直接将有一定厚度的夹层划分为三维等参单元，而对于土工布等无厚度的夹层，根据膜问题的物理方程和几何方程推导出四节点矩形单元，建立单元刚度矩阵进行力学分析。
总之，如何模拟层间接触，尤其是如何考虑防水层的影响，是建立合理有限元模型的关键问题，也是研究路面结构设计理论的重点。需要将理论计算与实验分析相结合，将计算结果与实验、实测结果进行比较，找到与结构实际受力相符合的模型。
桥面铺装是一种特殊的铺装结构。如何合理简化荷载模型，如何在水平和垂直方向分配荷载，也直接影响计算结果的准确性。在参考文献[8，10，11]中，路面设计中的荷载模型用于计算剪应力。荷载参数为BZZ-100，p=0.7MP，δ=10.65cm，同时考虑水平荷载和竖向荷载。黄晓明的文献[15]中，在横向不同位置布设桥跨不同截面，找出最不利的装药位置。只有将桥梁结构分析与铺装理论相结合，才能解决这一问题。
另一个需要研究的重要问题是桥梁在荷载作用下的挠度和其他变形。这些因素对路面的机械性能有什么影响？如何考虑这些影响？这也是桥面铺装区别于一般复合铺装的一个方面。目前国内还没有这方面的专门论述。
合理解决桥面铺装问题，需要从理论分析和结构计算入手。正确的理论依据是基础，合理的力学模型是关键。通过计算与测量的对比，可以很好地解决上述接触模型、载荷简化等问题，并找出其他因素的影响。还需要加强模型规模和收敛条件的研究；在条件允许的情况下，加强对其动力性能的研究。在分析路面破坏形式的基础上，确定关键因素，提出控制指标，建立相应的破坏准则，为设计提供依据。要实现这个目标，需要做大量的基础研究工作。
5。摘要
对钢筋混凝土桥梁柔性桥面铺装的早期病害及其原因进行了分析和研究，总结了目前国内桥面铺装结构分析的主要方法，提出了有限元分析中应注意的一些问题，并指出了今后的主要研究方向。
当务之急是加快沥青混凝土桥面铺装的进一步研究，明确桥面铺装各结构层的计算模型、力学特性及相关参数，为桥面铺装设计提供指导；同时，加强对各种铺装材料的材料性能指标和检测技术的研究，开发适合桥面破坏机理的新材料；此外，还要提高铺装技术和施工质量，保证设计模型的准确性，从根本上解决桥面铺装早期损坏的问题。