基于XFEM的沥青加铺层材料的裂缝扩展

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1、第37卷，第4期公路工程Vo1．37，No．42012年8月HighwayEngineeringAug．，2012基于×FEM的沥青加铺层材料的裂缝扩展彭璞‘，余满汉(1．湖南省交通建设工程监理有限公司，湖南长沙410005；2．长沙理工大学道路结构与材料交通行业重点实验室，湖南长沙410004)[摘要】为了研究旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层材料在一定的荷载下的断裂和裂缝发展，采用ABAQUS的扩展有限元法(XFEM)对加铺的沥青混凝土材料进行了数值模拟分析，并结合数值模拟模型进行了相同情况下的裂缝扩展

2、室内试验。结果表明XFEM的数值模拟分析所得数据与室内的试验所得数据具有良好的相关性。最后对实际路面结构进行了模拟分析。为研究沥青混凝土材料加铺的裂缝发展与荷载作用提供了可供参考的方法和数据。【关键词】沥青混凝土加铺；扩展有限元法(XFEM)；数值模拟分析；裂缝扩展【中图分类号]U416．2[文献标识码】A[文章编号】1674—0610(2012)04-0201-06CrackPropagationofAsphaltConcreteOverlayBasedonXFEMPENGPu，SHEManhan。(1．

3、HunanProvinceCommunicationsConstructionEngineeringSupervisingCo．，Ltd．Changsha，Hunan410005，China；2．ChangshaUniversityofScience&Technology，KeyLaboratoryofRoadStructure＆Material，MinistryofTransportofPRC，Changsha，Hunan410004，China)rAbstract]Tostudyonthefractur

4、eandcrackdevelopmentofthesurfacecoursematerialofoverlayasphaltconcreteontheoldcementconcretepavement，theExtendFiniteElementMethod(XFEM)wastakenofforthesulfacecoursematerialofoverlayasphaltconcreteandmadethenumericalsimulationa-nalysisinthisarticle．Atthesam

5、etime，laboratorytestofcrackpropagationinoverlayasphaltconcretewasmadeunderthesamecircumstances．TheresultswereshownthegoodcorrelationbetweenthedataobtainedofthatExtendFiniteElementMethod(XFEM)andthelaboratorytest．Finally，theactualpavementstructureweresimula

6、tedandanalyzed．Itprovidedmethodsanddatathatcanbereferencedforthestudyoncrackpropagationandloadsofasphaltconcreteoverlay．[Keywords]asphaltconcreteoverlay；ExtendFiniteElementMethod(XFEM)；numericalsimu-lationanalysis；crackpropagation筑试验路进行长期观测，但由于试验路的气候环境1概述变

7、化复杂，需要的观测也周期长，在短时间内很难得近年来在道路工程尤其是旧水泥混凝土路面加出比较有应用价值的结果⋯由于计算机技术的迅铺沥青面层的断裂和裂缝发展的分析越来越受到关速发展，现在越来越多的研究人员运用有限元程序注。由于旧水泥路面板存在裂缝和接缝，而沥青加对道路工程中的受力机构及疲劳寿命进行分析。同铺层在车辆荷载和温度荷载作用下受到应力集中，样在旧水泥混凝土路面改造和修复加铺沥青面层中引起反射裂缝。尽管旧水泥混凝土路面改造和修复运用有限元计算对其进行分析和计算也是不错的选加铺沥青面层对反射裂缝的研究国内外

8、已开展了大择。并且能很好地节省大量的时间与人力、物力和量研究，但尚未形成成熟的理论、方法。由于各种条财力。通过有限元程序的数值模拟，可以快速分析件的差异，相同的方法有时甚至得出相反的结论。各种材料、各种路面结构在循环荷载和不同气候环另一方面对旧水泥混凝土路面改造加铺沥青面层修境下的使用性能、裂缝发展情况、疲劳破坏的过程，【收稿日期】2012—05—16【作者简介]彭璞(1972一)，女，湖南双峰人，T程师，主要从