含多裂纹沥青路面开裂机制及扩展分析

›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (5): 1513-1518.

含多裂纹沥青路面开裂机制及扩展分析

苗雨¹，吕加贺¹，张青军²，金祥月²，罗辉¹

1.华中科技大学土木工程与力学学院，武汉 430074；2河南省交通建设工程有限公司，郑州 450001

收稿日期:2010-11-10 出版日期:2012-05-10 发布日期:2012-05-14
作者简介:苗雨，男，1979年生，博士，讲师，主要从事岩土工程数值方法方面的研究工作。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（No. 50808090，No. 50908093）

Cracking mechanism and propagation analysis of asphalt pavement with multi-crack

MIAO Yu¹, LÜ Jia-he¹, ZHANG Qing-jun², JIN Xiang-yue², LUO Hui¹

1. College of Civil Engineering & Mechanics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China; 2. Traffic Construction Engineering Co., Ltd. of Henan Province, Zhengzhou 450001, China

Received:2010-11-10 Online:2012-05-10 Published:2012-05-14

摘要/Abstract

摘要： 基于断裂力学基本理论，通过有限元数值模拟方法，研究了同时存在表面裂纹和反射裂纹的沥青路面在交通荷载作用下表面裂纹和反射裂纹开裂机制及扩展路径，深入讨论了路面材料和结构对裂纹扩展路径的影响，分析了表面裂纹的位置对反射裂纹扩展路径的影响，采用多裂纹小梁弯曲试验验证了多裂纹的扩展行为。结果表明：在交通荷载作用下，表面裂纹向着偏离载荷的方向扩展，且扩展路径几乎为直线，反射裂纹则沿着“Z”字形向上扩展；路面结构层模量和厚度的改变能够影响裂纹的扩展路径；反射裂纹总是向着存在表面裂纹的一侧扩展；小梁弯曲试验得到裂纹扩展行为与数值模拟结果一致。

关键词: 沥青路面, 多裂纹, 断裂力学, 应力强度因子, 扩展分析

Abstract: Based on the theory of fracture mechanics, the cracking mechanism and propagation analysis of asphalt pavement with top-down and reflect crack under vertical loads are studied by FEM numerical simulation. The effects of pavement material and structure are further discussed. The influence of the position of top-down crack to the propagation path of reflects crack is analyzed. The propagation behaviors are verified through beam bending test with multi-crack. The numerical results show that under the vertical loads the propagation path of the top-down crack is almost a straight line, which is departed from the load, while the reflect crack is propagated up-toward along a Z-shaped path. The propagation path of crack is influenced by the module and thickness of the pavement components; and the reflect crack is always propagated toward the sides where the top-down crack exists. The experimental results are consistent with the numerical results.

Key words: asphalt pavements, multi-crack, fracture mechanics, stress intensity factor, propagation analysis

中图分类号:

TU 452

苗雨，吕加贺，张青军，金祥月，罗辉 . 含多裂纹沥青路面开裂机制及扩展分析[J]. , 2012, 33(5): 1513-1518.

MIAO Yu , Lü Jia-he , ZHANG Qing-jun , JIN Xiang-yue , LUO Hui . Cracking mechanism and propagation analysis of asphalt pavement with multi-crack[J]. , 2012, 33(5): 1513-1518.

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