考虑层间接触状态与裂缝的半刚性基层沥青路面动力响应分析

发布时间：2021-04-01 17:52

　　本文采用ABAQUS建立行车荷载下路面三维模型,研究半刚性基层沥青路面层间接触状态与裂缝对结构动力响应的影响,在断裂力学与弹性力学的基础上分析裂缝强度因子、各结构层层底拉应力、剪应力与竖向位移的变化规律。分析结果表明:在行车荷载作用下,裂缝强度因子受层间接触状态影响,连续时为正、裂缝受拉,半连续状态下为负、裂缝受压;除基层层底拉应力外,层间接触状态的劣化与裂缝均对路面结构力学响应产生不利影响;在层间半连续状态下裂缝对路面结构竖向位移的影响更为严重,同时裂缝还会加剧层间接触状态的演化进程。 

【文章来源】：石河子大学学报(自然科学版). 2020,38(05)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

三维有限元模型

(2)在基、面层间处于半连续状态，裂缝区域的应力强度因子基本为负(裂缝受压)，也存在震荡现象，但其峰值强度因子与荷载峰值出现的时间较为一致，并且随着层间接触状态的劣化略微下降。通过分析认为，在基、面层协同工作的情况下使基层产生拉应变与拉应力，而面层峰值拉应变的产生滞后于峰值应力的出现，导致完全连续状态下应力强度因子峰值出现较晚。在层间接触状态发生劣化时，原本连续的应力传递路径在界面处发生变化，路面结构的整体性下降，应力在基层顶面发生重分配而使基层结构由受拉转为受压，裂缝强度因子变为负值，基层也因直接受到压应力而不存在滞后现象。

通过分析认为，在行车荷载作用下完全连续的路面结构其中性轴位于道路基层，沥青面层受压应力控制而基层受拉应力控制;在半连续状态下基、面层协同工作能力下降，导致中性轴上移使面层层底受拉，基层在面层传递的压应力下产生新的中性轴形成上压下拉的结构形式，同时，由于半连续状态下结构整体传荷能力下降使底基层承受更为集中的拉表2是不同层间接触状态下路面结构在有无初始裂缝情况下的峰值水平拉应力对比。由表2可以看出:在动荷载作用下存在初始裂缝的路面结构面层层底和底基层层底拉应力都有较大幅度的增长，在半连续状态下其面层层底拉应力增幅可达21%～29%，底基层层底拉应力较无初始裂缝的路面结构增大了24～29%，基层层底拉应力则较无初始裂缝的路面结构有所降低，在半连续状态下基层峰值拉应力下降了15%～18%。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3113740