加铺应力吸收层的复合式路面开裂寿命预测.pdf

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1、第30卷第9期2013年9月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．30No．9Sep．2013doi：10．3969／j．issn．1002—0268．2013．09．004加铺应力吸收层的复合式路面开裂寿命预测马培建1，曹高尚2，王杰3，王佳蓉3(1．青岛理工大学土木工程学院，山东青岛266033；2．天津市市政工程设计研究院，天津300051；3．长安大学公路学院，陕西西安710064)摘要：根据疲劳破坏及断裂力学理论，通过室内三点弯曲疲劳试

2、验回归得到加铺层及应力吸收层材料裂纹发生及扩展计算参数，建立有限元模型计算了临界荷位不同裂纹长度裂尖应力强度因子变化规律，进行含应力吸收层及不合应力吸收层的加铺层路面结构疲劳开裂寿命预估。结果表明：(1)在相同的应力水平下，加铺层材料的裂纹产生寿命显著低于应力吸收层材料，加铺层材料C值显著小于应力吸收层，m值显著高于应力吸收层材料；(2)采用三次多项式用来回归裂缝尖端应力强度因子与裂纹长度a的关系可获得较高精度；(3)采用应力吸收层将加铺层路面反射裂缝开裂总寿命提高了69％，应力吸收层可显著延缓反射裂缝的发生；(4)应力吸收层主要通过自

3、身疲劳寿命及改善加铺层的受力状态从而提高加铺层的裂纹扩展寿命来实现反射裂缝延缓效果。关键词：道路工程；反射裂缝；寿命预估；断裂力学；应力吸收层；裂纹扩展中图分类号：U418．8文献标识码：A文章编号：1002—0268(2013)09—0018—09CrackingLifePredictionofCompositePavementwithStressAbsorbingLayerMAPei-jianl，CAOGao—shan92，WANGJie3，WANGJia—ron93(1．SchoolofCivilEngineedng，Qingda

4、oTechnologicalUniversity，QingdaoShandong266033，China；2．TianjinMunicipalEngineeringDesign＆ResearchInstitute，Ti卸jin300051，China；3．SchoolofHighway，Chang'anUniversity，Xi’anShaanxi710064，China)Abstract：Accordingtofatiguedamageandfracturemechanics，thecalculationparametersofcra

5、ckinginitiationandpropagationofovedayandstress-·absorbinglayerareregressivelyanalyzedbyindoorthree·-pointbendingfatiguetest，thefiniteelementmodelisdevelopedtoanalysethechangeofstressintensityfactorsatcracktipwithdifferentcracklengthsundercriticalload，andfatiguecrackingli

6、fepredictionofoverlaystructurewithandwithoutstress—absorbinglayerisconducted．Theresultshowsthat(1)thecrackappearinglifeofoverlaymaterialofoverlaymaterialissignificantlylowerthanthatofstressabsorptionlayermaterialunderthesanlestresslevel，theCvalueofoverlaymaterialishigher

7、thanthatofstress-absorbinglayer，butthemvalueofoverlaymaterialislowerthanthatofstress—absorbinglayermaterial；(2)itCanobtainhighprecisionbytakingcubicpolynomialtomakeregressionoftherelationbetweenstressintensityfactorofcracktipandcracklength；(3)thereflectivecrackingtotalli

8、feofoverlaywithstressabsorbinglayeris69％higherthanthatoftheoverlaywithoutstressabsorbinglayer，stressabs