刚柔复合式路面沥青层温度疲劳损伤及开裂研究

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1、第30卷第10期Vol.30No.10工程力学2013年10月Oct.2013ENGINEERINGMECHANICS122文章编号：1000-4750(2013)10-0122-06刚柔复合式路面沥青层温度疲劳损伤及开裂研究李盛，李宇峙，刘朝晖(长沙理工大学特殊环境道路工程湖南省重点实验室，湖南，长沙410004)摘要：运用损伤力学、传热学、断裂力学理论和有限元法，分析了沥青层的温度疲劳损伤特性、疲劳寿命、裂缝扩展等。研究结果表明：温度疲劳损伤主要集中在沥青层表面，随着温变次数的增加，沥青层表面的损伤度线性增加；随着沥青层模量与温变幅值的增加，沥青层表面的损

2、伤度不断增加；随着温变次数的增加，沥青层表面的水平拉应力线性减小；随温变幅值的增大，沥青层的疲劳寿命不断减小；基于高温效应的沥青层最小临界厚度为4cm；增加沥青层厚度和减小沥青层模量可以起到延缓沥青层温度裂缝扩展的作用。研究结果对刚柔复合式路面的合理设计和推广应用有重大意义。关键词：道路工程；疲劳损伤；温度效应；裂缝扩展；复合式路面中图分类号：U416.224;U416.01文献标志码：Adoi:10.6052/j.issn.1000-4750.2012.06.0448RESEARCHONTEMPERATUREFATIGUEDAMAGEANDCRACKINGI

3、NASPHALTLAYEROFRIGID-FLEXIBLECOMPOSITEPAVEMENTLISheng,LIYu-zhi,LIUZhao-hui(KeyLaboratoryofSpecialEnvironmentRoadEngineeringofHunanProvince,ChangshaUniversityofScienceandTechnology,Changsha,Hunan410004,China)Abstract:Thetheoriesofdamagemechanics,heattransferandfracturemechanics,andfi

4、niteelementmethod(FEM)wereusedtoanalyzethecharacteristicsoftemperaturefatiguedamage,fatiguelifeandcrackpropagationofasphaltlayer.Theresultsshowthattemperaturefatiguedamageisconcentratedinthesurfaceofasphaltlayer,andthedamagevalueinthesurfaceofasphaltlayerincreaseslinearlywiththeincr

5、easeoftemperaturechanges.Thedamagevalueinthesurfaceofasphaltlayerincreasescontinuouslywiththeincreaseofmodulusofasphaltlayerandamplitudeoftemperaturechange.Theleveltensilestressinthesurfaceofasphaltlayerdecreaseslinearlywiththeincreaseoftemperaturechanges.Thefatiguelifeofasphaltlaye

6、rdecreasescontinuouslywiththeincreaseofamplitudeoftemperaturechange.Theminimumcriticalthicknessofasphaltlayeris4cmbasedonhightemperatureeffects.Ttheincreasingofthicknessandthedecreasingofmodulusofasphaltlayercanplayaroleofslowingtemperaturecrackpropagation.Theresultsareofsignificanc

7、einrationaldesignandapplicationofrigid-flexiblecompositepavement.Keywords:roadengineering;fatiguedamage;temperatureeffect;crackpropagation;compositepavement我国沥青路面的早期损坏较为严重，高速公路更快更好地发展。刚柔复合式沥青路面具有整体强沥青路面的使用寿命经常低于设计使用期，迫切需度高、行车舒适性好、使用寿命长、维修费用小等要提高道路工程的耐久性，促进我国交通运输事业优点，是重载交通长寿命沥青路面结构的发

8、展方———————————————收稿