瀝青路面Top-Down裂紋形成機(jī)理.pdf

1、瀝青路面自上而下(Top-Down)疲勞裂紋是柔性基層路面的破損形式之一,由于溫度氣候引起的應(yīng)力和重復(fù)交通荷載作用下,瀝青路面中的出現(xiàn)的最開始的微觀裂紋不斷產(chǎn)生新的裂紋最終導(dǎo)致整體路面結(jié)構(gòu)的破損。通過研究探索自上而下裂縫的萌生和擴(kuò)展機(jī)理,對提高混合料的配合比設(shè)計和實現(xiàn)長壽命瀝青路面理念具有很重要意義。
　　本文設(shè)計了瀝青混合料小梁的三點(diǎn)彎曲疲勞試驗,通過在小梁底部預(yù)切口(半圓形切口),使小梁在重復(fù)荷載作用下發(fā)生復(fù)合裂紋的萌生、擴(kuò)展

2、,試驗記錄裂紋萌生、擴(kuò)展時程,包括小梁切口附近的應(yīng)變、撓度,裂紋萌生壽命、長度,階段裂紋方向、長度以及不同長度對應(yīng)的荷載周次來模擬多裂紋的相互影響。實驗分析得出以下結(jié)論,距離加載中心越近與應(yīng)力水平的增加,裂紋的疲勞壽命顯著下降。通過預(yù)切半圓切口偏離中心加載點(diǎn)距離的小梁的模擬多裂紋擴(kuò)展性為的實驗來探討Top-Down裂縫也具有實在意義,復(fù)合型裂紋的擴(kuò)展行為會明顯出現(xiàn)在裂紋擴(kuò)展過程中,跟實際路面 Top-Down裂縫的情況相符,并且一些集料

3、會改變裂紋擴(kuò)展的路徑。
　　針對瀝青路面的Top-Down裂紋破壞,考慮瀝青混合料的粘彈材料屬性,基于以耗散蠕變應(yīng)變能為指標(biāo)的瀝青混合料斷裂力學(xué)理論,利用無網(wǎng)格伽遼金/有限元耦合數(shù)值方法,建立瀝青路面 Top-Down裂紋的萌生和擴(kuò)展物理仿真模型,研究瀝青路面自上而下裂紋開裂機(jī)理。通過對路面結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)化分析,探求滿足長壽命理念的瀝青路面設(shè)計控制參數(shù),限制Top-Down裂紋在設(shè)計壽命期進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層,為實現(xiàn)長壽命瀝青路面混合料選