摘要
为探明沥青面层Top-Down裂缝的开裂机理,基于扩展有限元法和改进的Paris公式,并结合实体工程观测结果,建立温缩应力-交通荷载作用下的Top-Down裂缝疲劳扩展模型,分析温缩应力-交通荷载作用下Top-Down裂缝疲劳扩展情况。研究结果表明:在温缩应力作用下,Top-Down裂缝尖端的断裂能释放率随着裂缝扩展深度的增加先增大后减小;Top-Down裂缝在贯穿整个沥青面层过程中均处于改进型Paris公式曲线中的稳定扩展阶段;Top-Down裂缝从初始裂缝深度1 cm扩展到沥青层底部的速度逐渐增大,上1/2层疲劳寿命约为下1/2层的1.2倍;减小沥青层模量和适当增加沥青层厚度可以有效地减小Top-Down裂缝在沥青面层内部的疲劳扩展速率,延长Top-Down裂缝疲劳扩展寿命;在温缩应力和交通荷载耦合作用下,刚柔复合式路面Top-Down裂缝发生Ⅰ-Ⅱ复合型扩展,其扩展路径朝向轮载方向倾斜向下。研究成果可为CRC+AC复合式路面沥青面层的开裂控制提供理论支撑,并为沥青面层的合理设计提供科学依据。
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单位中冶南方城市建设工程技术有限公司; 长沙理工大学