柔性基層瀝青路面Top-Down開裂機(jī)理研究.pdf

1、針對柔性基層瀝青路面Top-Down裂縫，結(jié)合我國柔性基層瀝青路面的工程實(shí)踐，對輪胎-路面交互作用下的柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析，研究其受力狀況和溫度狀況，揭示瀝青路面Top-Down開裂機(jī)理，探討減緩Top-Down開裂的措施與方法。 研究子午線輪胎的構(gòu)造和傳力機(jī)制，根據(jù)實(shí)際輪胎.路面接觸應(yīng)力，將接觸區(qū)域簡化為五個(gè)長度和寬度一定的矩形區(qū)域，結(jié)合子午線輪胎“泊松效應(yīng)”，將輪胎-路面接觸應(yīng)力簡化為垂直、橫向和縱向接觸應(yīng)力，采

2、用有限元軟件ABAQUS，建立三維非線性輪胎-路面三向接觸應(yīng)力有限元模型，計(jì)算及分析表明：柔性基層瀝青路面的受力機(jī)制導(dǎo)致其容易產(chǎn)生Top-Down開裂；面層厚度大于15cm，面層基層模量比大于4的路面結(jié)構(gòu)，有助于減緩Top-Down開裂；輪組數(shù)量多、負(fù)載小、胎壓介于0.6-0.8MPa的行車荷載，可以減緩Top-Down開裂的發(fā)生和發(fā)展；層間接觸狀況良好的路面結(jié)構(gòu)，整體受力，有利于力的傳遞，可降低Top-Down開裂的幾率，并運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)

3、計(jì)方法，分析不同因素對Top-Down開裂影響的顯著性。 以柔性基層瀝青路面的橫斷面作為研究對象，采用ABAQUS有限元程序，建立瀝青面層預(yù)含不同深度Top-Down初始裂縫的二維有限元模型，研究不同降溫幅度對瀝青面層的力學(xué)影響，結(jié)果表明：輪胎.路面反復(fù)作用后存在微裂紋的瀝青路面，在急劇的降溫及升溫循環(huán)過程中可能導(dǎo)致面層產(chǎn)生Top-Down裂縫；在降溫過程中，路面結(jié)構(gòu)不同深度處，路表應(yīng)力最大，隨著深度的增加，Mises應(yīng)力和拉應(yīng)

4、力逐漸減??；初始裂縫深度越長，降溫過程中應(yīng)力強(qiáng)度因子K1越大，也就越容易開裂；隨著降溫幅度的增加，拉應(yīng)力、應(yīng)力強(qiáng)度因子K1均迅速增加，Top-Down裂縫的發(fā)展速度也就越快。 綜合輪胎-路面接觸應(yīng)力、溫度、路面結(jié)構(gòu)和材料特性，可以得出：荷載型裂縫開裂初期呈現(xiàn)V字形，裂縫豎直向下發(fā)展，這是路表拉應(yīng)力反復(fù)作用下的第一階段I型張開型疲勞裂縫。第二階段，裂縫發(fā)展至路表下5-10cm左右后與豎直方向成一定角度斜向發(fā)展，這是由于剪應(yīng)力隨著深