动荷载作用下沥青路面的表面裂缝扩展研究

作     者：葛辉 王宏畅 GE Hui;WANG Hongchang

作者机构：南京林业大学土木工程学院江苏南京210037 苏州建设交通高等职业技术学校江苏苏州215104 

出 版 物：《南京林业大学学报（自然科学版）》 (Journal of Nanjing Forestry University：Natural Sciences Edition)

年 卷 期：2017年第41卷第1期

页      面：177-182页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：江苏省普通高校学术学位研究生科研创新计划(KYLX_0884) 

主　　题：道路工程 表面裂缝 有限元 动荷载 应力强度因子 

摘      要：【目的】研究沥青路面表面裂缝在动荷载作用下的扩展行为,分析完整沥青路面结构和含表面裂缝结构的负荷响应,探讨应力强度因子K2随着荷载变化的规律,以及表面裂缝在扩展过程中K2的敏感性,为公路工程中路面结构抗裂设计提供一定理论依据。【方法】应用有限元软件ABAQUS建立沥青路面表面裂缝结构模型,基于动力学理论对交通荷载作用下沥青路面结构进行数值计算。【结果】动荷载作用下,完整沥青路面的表面弯沉较静态荷载有所减小,随着裂缝扩展深度的增大,弯沉值会逐渐增大;动应力强度因子K2的变化曲线较荷载变化曲线具有一定的滞后性,且最大值大于静态荷载下K2的值;表面裂缝向下扩展过程中,K2在扩展前期增长速率较快,扩展至面板厚度一半后,K2的增长速率逐渐放缓;减小面层模量、增大基层模量和厚度,能够较好地抑制表面裂缝的扩展,其余参数则影响较小;K2随着行车荷载的增大呈线性增长趋势,裂缝扩展越深K2增加越显著。【结论】延长含表面裂缝的沥青路面结构的使用寿命,较好的方法是减小面层动态模量,适当增大基层的动态模量以及增大基层的厚度。