连续配筋混凝土复合式沥青路面Top-Down裂缝疲劳扩展研究

作者：李盛^*; 余时清; 张豪; 王阳

来源：中南大学学报(自然科学版), 2022, 53(11): 4473-4484.

• 道路工程
• 复合式路面
• 数值模拟
• 裂缝扩展
• 扩展有限元

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。

• 单位
  中冶南方城市建设工程技术有限公司; 长沙理工大学