季凍區(qū)柔性基層瀝青路面Top-Down裂縫開裂機(jī)理及防治措施研究.pdf

1、近年來,由于半剛性基層瀝青路面功能性和結(jié)構(gòu)性破壞嚴(yán)重影響著道路的使用壽命,而柔性基層瀝青路面在國外高等級(jí)公路中表現(xiàn)良好,國內(nèi)道路研究人員對(duì)柔性基層瀝青路面進(jìn)行了一些初期探索。柔性基層瀝青路面在使用過程中會(huì)出現(xiàn)一種始于路表的Top-Down裂縫,雖然國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究,但在Top-Down裂縫的開裂機(jī)理及防治措施方面仍未取得共識(shí)。因此,本文以吉林省特殊的氣候環(huán)境和交通條件為背景,系統(tǒng)的研究了季凍區(qū)Top-Down裂縫的開裂機(jī)理以及

2、防治措施,對(duì)在全國季節(jié)性冰凍地區(qū)大面積推廣柔性基層瀝青路面具有重要意義。
　　本文首先對(duì)吉林省交通狀況進(jìn)行了調(diào)查,采用ABAQUS軟件建立了通丹高速試驗(yàn)段路面有限元模型,研究了季節(jié)性冰凍地區(qū)考慮路面存在光滑冰膜、光滑壓實(shí)雪以及路面干燥三種路況下路面-輪胎接觸區(qū)域三向接觸應(yīng)力的變化情況。隨后研究了路面輪跡帶區(qū)域內(nèi)可能導(dǎo)致Top-Down裂縫的路表橫向應(yīng)力、沿行車方向剪應(yīng)力和沿深度方向剪應(yīng)力的分布情況,并最終確定了Top-Down裂縫

3、的起裂位置。在此基礎(chǔ)上,利用內(nèi)聚力理論模型分析了在不同抗剪極限強(qiáng)度和不同胎壓下路面表面內(nèi)聚力區(qū)域的損傷程度。根據(jù)吉林省的氣候特點(diǎn),建立了路面溫度場模型,并分析了在不同降溫幅度和溫度與交通荷載耦合條件下路面表面內(nèi)聚力區(qū)域的損傷程度。其次,利用斷裂力學(xué)理論分析了面層與基層厚度及模量變化、土基模量變化、荷載條件變化、裂縫深度變化、降溫幅度以及通丹高速采用的三種試驗(yàn)段路面結(jié)構(gòu)下Top-Down裂縫尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化趨勢。最終提出了季凍區(qū)柔性