重载和温度作用下橡胶沥青应力吸收层的抗裂性能

发布时间：2019-09-21 20:22

【摘要】：目的探索沥青路面应力吸收层的防裂效果,提高重载及低温环境下沥青路面的使用寿命.方法运用ABAQUS软件建立含裂缝沥青路面三维有限元模型,通过分析对比沥青路面面层层底σ_(11)、σ_(22)、σ_(33)、τ各应力值及路表弯沉值,确定橡胶沥青应力吸收层合理厚度和弹性模量;在低温状态下,分析橡胶沥青应力吸收层的厚度和弹性模量分别对沥青路面面层表及面层底的拉应力及剪应力的影响,从而确定橡胶沥青应力吸收层在低温和重载环境下的防裂效果.结果在重载交通作用下橡胶沥青应力吸收层推荐的厚度为3 cm,弹性模量为800 MPa;在低温状态下,橡胶沥青应力吸收层的厚度对面层底的拉应力影响很大,而弹性模量对面层底部拉应力的影响很小.结论橡胶沥青应力吸收层对沥青路面裂缝的产生起到很好的抑制作用,能消散面层与基层之间力的作用从而延缓反射裂缝的发生,延长路面的使用寿命.
【图文】：

土基,应力吸收层,橡胶沥青,结构层

0200.2010.4001.50.49091.2381.8290.2290.0580.0390.0190.2290.4591．2ABAQUS三维有限元模型的建立选取路面结构层，由上到下依次是面层，橡胶沥青应力吸收层，基层，土基，沥青面层分别为AC－13表面层、AC－20中面层和AC－25下面层;基层和底基层由水泥稳定碎石组成;下面为土基．有一条裂缝贯穿整个半刚性基层，橡胶沥青应力吸收层设置在路面基层与面层之间［8－10］．本次模拟选择的单元类型为三维实体单元C3D20Ｒ，，网格划分采用逐渐加密的方式，即越靠近轮隙中心处的网格越密集．具体的道路模型网格划分如图1所示，荷载与边界条件如图2所示，各结构层的具体参数见表2所示．图1有限单元网格划分Fig.1Finiteelementmesh图2荷载与边界条件Fig.2Loadandboundaryconditions表2路面各结构层的材料参数Table2Parametersofpavementstructurelayermaterial结构层材料名称厚度/cm回弹模量/MPa泊松比μ上面层AC－13C414000.3中面层AC－20C612000.3下面层AC－25C810000.3橡胶应力吸收层AC－102～5200～10000.25基层水泥稳定碎石215000.25底基层二灰稳定碎石215000.25土基土基—400.4

边界条件,荷载,土基,应力吸收层

.2381.8290.2290.0580.0390.0190.2290.4591．2ABAQUS三维有限元模型的建立选取路面结构层，由上到下依次是面层，橡胶沥青应力吸收层，基层，土基，沥青面层分别为AC－13表面层、AC－20中面层和AC－25下面层;基层和底基层由水泥稳定碎石组成;下面为土基．有一条裂缝贯穿整个半刚性基层，橡胶沥青应力吸收层设置在路面基层与面层之间［8－10］．本次模拟选择的单元类型为三维实体单元C3D20Ｒ，网格划分采用逐渐加密的方式，即越靠近轮隙中心处的网格越密集．具体的道路模型网格划分如图1所示，荷载与边界条件如图2所示，各结构层的具体参数见表2所示．图1有限单元网格划分Fig.1Finiteelementmesh图2荷载与边界条件Fig.2Loadandboundaryconditions表2路面各结构层的材料参数Table2Parametersofpavementstructurelayermaterial结构层材料名称厚度/cm回弹模量/MPa泊松比μ上面层AC－13C414000.3中面层AC－20C612000.3下面层AC－25C810000.3橡胶应力吸收层AC－102～5200～10000.25基层水泥稳定碎石215000.25底基层二灰稳定碎石215000.25土基土基—400.4
【作者单位】：沈阳建筑大学交通工程学院;沈阳建筑大学理学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51478276) 辽宁省自然科学基金项目(2014020070) 辽宁省教育厅项目(L2014234) 沈阳市公路管理处项目(14-08-130) 住房和城乡建设部科技攻关项目(2014-K5-024)
【分类号】：U416.217

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