瀝青路面ToP-Down型縱向開裂機理研究.pdf

1、瀝青路面輪跡帶附近的縱向裂縫常發(fā)生于路表，在行車荷載的反復作用下逐漸向下擴展，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裂機理，本文通過有限元方法實現(xiàn)瀝青路面Top-Down型縱向開裂和擴展過程的數(shù)值仿真。
　　本文以瀝青路面輪跡帶附近為研究對象，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路表附近受力狀態(tài)的影響。建立了瀝青路面溫度場預估模型、表層瀝青老化預估模型和路面-輪胎接觸模型，給出了模量的預估值。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)應力應變響應，據(jù)此分析了Top-down型縱向裂縫起裂之前和擴展到不同位置時路面內(nèi)部的應力場和應變場規(guī)律，討論了瀝青路面Top-Down型縱向開裂機理。Top-Down型縱向開裂: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，夏季午后高溫時段為最不利時段;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，擴展階段----隨縱縫擴展深度的增大，張開型應力強度因子和剪切型應力強度因子都呈現(xiàn)先增大后減小的發(fā)展趨勢;在縱縫形成及擴展初期時張開型應力強度因子對擴展的影響相對明顯，隨著縱縫擴展