瀝青路面ToP-Down型縱向開(kāi)裂機(jī)理研究.pdf

1、瀝青路面輪跡帶附近的縱向裂縫常發(fā)生于路表，在行車荷載的反復(fù)作用下逐漸向下擴(kuò)展，這種裂縫被稱為荷載型Top-Down縱向裂縫。該裂縫的出現(xiàn)是行車荷載重復(fù)作用下?lián)p傷不斷累積的結(jié)果，既與瀝青面層的材料特性及路面結(jié)構(gòu)組合相關(guān)，又受外部交通荷載及自然環(huán)境因素的影響。為分析瀝青路面該類型裂縫的開(kāi)裂機(jī)理，本文通過(guò)有限元方法實(shí)現(xiàn)瀝青路面Top-Down型縱向開(kāi)裂和擴(kuò)展過(guò)程的數(shù)值仿真。
　　本文以瀝青路面輪跡帶附近為研究對(duì)象，考慮瀝青路面溫度變化、

2、表層老化特性、輪胎接地壓力非均布性等因素對(duì)路表附近受力狀態(tài)的影響。建立了瀝青路面溫度場(chǎng)預(yù)估模型、表層瀝青老化預(yù)估模型和路面-輪胎接觸模型，給出了模量的預(yù)估值。綜合考慮瀝青路面模量梯度、交通荷載、路面結(jié)構(gòu)組合形式等作用，采用有限元軟件得到了路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)，據(jù)此分析了Top-down型縱向裂縫起裂之前和擴(kuò)展到不同位置時(shí)路面內(nèi)部的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)規(guī)律，討論了瀝青路面Top-Down型縱向開(kāi)裂機(jī)理。Top-Down型縱向開(kāi)裂:起裂階段---

3、-輪跡帶邊緣為路表縱縫的最不利位置。受溫度影響，夏季午后高溫時(shí)段為最不利時(shí)段;受夜間重載行車高峰的影響，路表縱縫的可能性夏季夜晚及清晨時(shí)段相比春季大出2-3倍;胎壓的增大使最不利位置下移，表層老化加劇了裂縫向更深的部位發(fā)展，柔性基層的抗裂縫能力優(yōu)于半剛性基層，擴(kuò)展階段----隨縱縫擴(kuò)展深度的增大，張開(kāi)型應(yīng)力強(qiáng)度因子和剪切型應(yīng)力強(qiáng)度因子都呈現(xiàn)先增大后減小的發(fā)展趨勢(shì);在縱縫形成及擴(kuò)展初期時(shí)張開(kāi)型應(yīng)力強(qiáng)度因子對(duì)擴(kuò)展的影響相對(duì)明顯，隨著縱縫擴(kuò)展