LSPM对防治半刚性基层沥青路面反射裂缝机理分析.pdf

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1、第３３卷第７期公路交通科技Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．７２０１６年７月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｉｇｈｗａｙａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＪｕｌ．２０１６doi：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－０２６８．２０１６．０７．００３LSPM对防治半刚性基层沥青路面反射裂缝机理分析１１，２２王雪莲，黄晓明，卞国剑（１．广州航海学院，广东广州５１０３１０；２．东南大学交通学院，江苏南京２１００９６）摘要：为了研究大粒径透水性沥青混合料层（ＬＳＰＭ）对防治半刚性沥青路面反射裂缝的机理，应用离散元软件建立了包含ＬＳＰＭ层和半刚性基层的复合路面结构离散元模

2、型，计算分析了裂缝尖端处的应力场以及ＬＳＰＭ层内细观结构对裂尖应力的作用，研究了在荷载作用下不同的级配、粗集料几何特征、空隙等混合料细观结构因素对沥青混合料反射裂缝的影响机理，以及沥青路面反射裂缝扩展速率的分析。结果表明：在车辆荷载作用下，半刚性基层中存在的裂缝会在ＬＳＰＭ层底产生明显的应力集中，其中正载作用在裂尖处产生水平应力集中，偏载会产生剪应力集中，应力以裂缝尖端处为中心向周围递减；ＬＳＰＭ层粗集料粒径偏大的沥青混合料在裂尖区域的应力场总体应力水平低于粒径较小的混合料，裂缝开展的速率相对较慢；ＬＳＰＭ能有效地降低裂尖处应力集中，延缓裂缝的开展。关键词：道路工程；大粒径透水性

3、沥青混合料；离散元法；反射裂缝；沥青混合料中图分类号：Ｕ４１６文献标识码：Ａ文章编号：１００２－０２６８（２０１６）０７－００１２－０７ＡｎａＩｙｓｉｓｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＵｓｉｎｇＬＳＰＭｆｏｒＰｒｅｖｅｎｔｉｎｇＲｅｆＩｅｃｔｉｖｅＣｒａｃｋｓｉｎＡｓｐｈａＩｔＰｒｅｖｅｎｔｗｉｔｈＳｅｍｉ－ｒｉｇｉｄＢａｓｅ１１，２２ＷＡＮＧＸｕｅ－ｌｉａｎ，ＨＵＡＮＧＸｉａｏ－ｍｉｎｇ，ＢＩＡＮＧｕｏ－ｊｉａｎ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＮａｖｉｇａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＧｕａｎｇｄｏｎｇ５１０３１０

4、，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＮａｎｊｉｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｐｒｅｖｅｎｔｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅｃｒａｃｋｓｉｎｓｅｍｉ－ｒｉｇｉｄａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔｗｉｔｈｌａｒｇｅｓｔｏｎｅｐｏｒｏｕｓａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ（ＬＳＰＭ）ｌａｙｅｒ，ａｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐａｖｅｍｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（ＬＳＰＭｌａｙｅｒａｎｄｓｅｍｉ－ｒｉｇｉｄｌａｙｅｒ）

5、ｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｗｉｔｈｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄａｒｏｕｎｄｔｈｅｃｒａｃｋｔｉｐａｎｄｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅｓｏ－ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｉｎＬＳＰＭｌａｙｅｒｏｎｔｈｅｓｔｒｅｓｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｍｅｓｏ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｇｒａｄａｔｉｏｎ，ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｆｅａｔｕｒｅｏｆｃｏａｒｓｅａｇｇｒｅｇａｔｅ，ｖｏｉｄｏｎｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅｃｒａｃｋｓｏｆｔｈｅａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｕｎｄｅｒｖｅｈｉｃｌｅｌｏａｄ

6、ａｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅｃｒａｃｋｓｉｓａｎａｌｙｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔ（１）ｕｎｄｅｒｖｅｈｉｃｌｅｌｏａｄ，ｔｈｅｃｒａｃｋｓｉｎｔｈｅｓｅｍｉ－ｒｉｇｉｄｂａｓｅｗｉｌｌａｐｐｅａｒｏｂｖｉｏｕｓｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆＬＳＰＭｌａｙｅｒ，ｔｈｅｌｏａｄｏｎｔｈｅｔｏｐｏｆｔｈｅｃｒａｃｋｔｉｐｗｉｌｌｐｒｏｄｕｃｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｕｎｂａｌａｎｃｅｄｌｏａｄｗｉｌｌｐｒｏｄｕｃｅｓｈｅ

7、ａｒｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｅｃｒｅａｓｅｓｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｌｙｆｒｏｍｔｈｅｃｒａｃｋｔｉｐｔｏｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ；（２）ｉｎｔｈｅＬＳＰＭｌａｙｅｒ，ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｓｔｒｅｓｓｌｅｖｅｌｏｆｔｈｅｌａｒｇｅｒｃｏａｒｓｅａｇｇｒｅｇａｔｅｇｒａｉｎｓｉｚｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅａｔｔｈｅｃｒａｃｋｔｉｐｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄｉｓｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｇｒａｉｎｓｉｚｅｄａｓｐｈａｌｔ