4　超載對(duì)路基動(dòng)力響應(yīng)影響分析

4.1　位移云圖對(duì)比分析

圖3～圖5為滿載、超載20%和超載40%工況下路基沉降位移變形云圖，從圖3～圖5可以看出，超載（20%、40%）時(shí)，路基整體的變形相對(duì)滿載下的路基變形要大得多，滿載工況下位移變形最大處位于路中心區(qū)域，而超載下的位移最大處發(fā)生在道路臨近邊坡處，橫向3～4m距離以內(nèi)。在車輛超載時(shí)，路基頂部位移最大處位于右車輪載外緣。同時(shí)，隨著超載增加，云圖顯示靠近邊坡處的沉降位移比滿載下大得多，應(yīng)力向路基邊坡中部發(fā)生了明顯的擴(kuò)散。

4.2　豎向動(dòng)位移、動(dòng)應(yīng)力峰值對(duì)比分析

表4是路基不同深度處豎向動(dòng)位移峰值，圖6和圖7為豎向動(dòng)位移峰值在路基深度處的分布情況。從表4與圖6、圖7可以看出，超載40%工況下，路基不同深度處豎向動(dòng)位移峰值大于滿載與超載20%下的豎向動(dòng)位移峰值。超載20%和超載40%下的豎向動(dòng)位移峰值相近，僅相差2mm，約是滿載下的6倍。

圖8和圖9為豎向動(dòng)應(yīng)力峰值隨深度和載重的變化。從圖9可以看出，荷載越大，各分層處豎向動(dòng)應(yīng)力峰值越大。0.3m深度以內(nèi)，從滿載到超載20%，不同深度處豎向動(dòng)應(yīng)力的峰值增幅較大，隨著荷載繼續(xù)增加，豎向動(dòng)應(yīng)力峰值增幅較前者在減小。對(duì)比滿載，超載（20%）下的各分層處豎向動(dòng)應(yīng)力峰值約是其2.3倍。

路基不同深度處豎向動(dòng)應(yīng)力峰值的變化范圍是13.06～71.8kPa，換填區(qū)以下底面（6.9m）處土體自重應(yīng)力為128.544kPa，此深度交通荷載豎向動(dòng)應(yīng)力峰值為13.06kPa，占比為10.2%，根據(jù)《路基路面工程》路基工作區(qū)的定義[11]，可以認(rèn)為超載20%，車輛行駛速度為40km/h時(shí)，動(dòng)力響應(yīng)影響深度為6.9m，該深度已經(jīng)超過換填區(qū)，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下的動(dòng)力響應(yīng)影響深度1.9m。

4.3　路面結(jié)構(gòu)層底彎拉應(yīng)力峰值對(duì)比分析

表5為面層與基層層底彎拉應(yīng)力峰值表，圖10為路面結(jié)構(gòu)層層底彎拉應(yīng)力與超載的關(guān)系。從表5和圖10可以看出，隨著載重增加，面層與基層彎拉應(yīng)力顯著增加。超載40%時(shí)，面層層底彎拉應(yīng)力的最大值是11.37×105Pa，是滿載下的2.2～2.37倍，基層層底最大彎拉應(yīng)力為9.43×105Pa，是滿載下的4～4.7倍。因此可以判斷，車輛超載是引起面層與基層早期結(jié)構(gòu)性破壞的主要原因之一。