半剛性基層瀝青路面反射裂縫防治技術(shù)研究.pdf

1、為了獲得較高的承載能力及減小瀝青面層厚度，我國高等級公路多采用半剛性基層。反射裂縫是半剛性基層瀝青混凝土路面的常見病害，反射裂縫的出現(xiàn)不僅影響路面的美觀和行車的舒適性，更重要的是大大地縮短了路面的使用壽命。交通荷載和溫度荷載是導(dǎo)致反射裂縫形成和擴(kuò)展的主要因素。本文以京珠國道主干線漯河至駐馬店高速公路路面病害整治項(xiàng)目為依托，運(yùn)用線彈性斷裂力學(xué)理論及有限元法對反射裂縫的擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行了全面分析，并對運(yùn)用智能合金復(fù)合夾層材料防治路面反射裂縫新技

2、術(shù)進(jìn)行了理論和現(xiàn)場試驗(yàn)研究。 首先，運(yùn)用斷裂力學(xué)理論對反射裂縫尖端應(yīng)力場的奇異性進(jìn)行了描述，建立了平面斷裂問題應(yīng)力強(qiáng)度因子的數(shù)值解。介紹了ANSYS有限元分析軟件，指出用其進(jìn)行裂縫尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子計算是適用和高效的。 其次，運(yùn)用有限元軟件ANSYS計算了裂縫尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子和面層內(nèi)的應(yīng)力，對基層含貫通裂縫的路面在交通荷載及溫度荷載作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)進(jìn)行了深入分析。把交通荷載分為對稱荷載和偏荷載兩種情況，計算了裂縫尖端的應(yīng)力

3、強(qiáng)度因子，并對路面結(jié)構(gòu)面層、基層參數(shù)變化對其的影響進(jìn)行了分析。對路面突然降溫時的溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬，計算了溫度應(yīng)力作用下反射裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，并對其進(jìn)行了參數(shù)分析。接著對反射裂縫在交通荷載與溫度荷載耦合作用下的裂縫擴(kuò)展模式進(jìn)行了研究。 再次，介紹智能合金材料SMA及超薄應(yīng)力吸收層艾賽克(英文簡稱ISCA)，根據(jù)漯駐路的實(shí)際路面結(jié)構(gòu)建立計算模型，并運(yùn)用有限元軟件ANSYS計算了鋪設(shè)ISCA復(fù)合夾層的路面結(jié)構(gòu)在交通荷載、溫度

4、荷載作用下裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子和面層底部的應(yīng)力。計算結(jié)果顯示ISCA復(fù)合夾層對面層底部應(yīng)力集中有較好的消散作用，能夠抑制或者延緩反射裂縫向面層擴(kuò)展。在討論復(fù)合夾層的鋪設(shè)位置對抑制反射裂縫擴(kuò)展效果影響的同時，對夾層參數(shù)變化所造成的影響也進(jìn)行了分析，提出了一套可供實(shí)際操作的反射裂縫防治方案。 最后，結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)及后續(xù)觀測對理論分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，得出ISCA復(fù)合夾層防治反射裂縫是可行和高效的結(jié)論。通過以上工作，為作相關(guān)的后續(xù)研究及技