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1、第19卷第2期中国公路学报Vol.19No.22006年3月ChinaJournalofHighwayandTransportMar.2006文章编号:1001-7372(2006)02-0018-06含裂缝沥青混凝土路面的粘弹性断裂分析111,2黄志义,王金昌,朱向荣(1.浙江大学土木工程学系,浙江杭州310027;2.浙江大学宁波理工学院,浙江宁波315104)摘要:为了研究含裂缝沥青混凝土路面结构工作性状,基于粘弹性断裂力学理论和平面应变有限元法(FEM),采用ABAQUS有限元软件分析了基准温度、路表变温及裂缝长度对含表面裂
2、缝路面和含反射裂缝路面结构的松弛应力强度因子分布规律的影响。无论是对于含表面裂缝路面结构还是含反射裂缝路面结构,均可得出:路表降温幅度增加使松弛应力强度因子增大且应力强度因子松弛曲线逐渐变缓;基准温度对最大应力强度因子几乎无影响,基准温度越高应力强度因子松弛越快;裂缝长度增加导致应力强度因子增大。关键词:道路工程;沥青混凝土路面;有限元法;松弛应力强度因子;裂缝中图分类号:U416.217文献标志码:AViscoelasticFractureAnalysisofAsphaltConcretePavementwithCracks111
3、,2HUANGZh-iyi,WANGJin-chang,ZHUXiang-rong(1.DepartmentofCivilEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,Zhejiang,China;2.NingboSchoolofTechnology,ZhejiangUniversity,Ningbo315104,Zhejiang,China)Abstract:Inordertostudythecharactersofasphaltconcretepavementwithcracks,b
4、asedonviscoelasticfracturemechanicstheoryandplanestrainFEM,thedistributionofrelaxedstressintensityfactor(SIF)withtimewasdeterminedusingABAQUSsoftwarewhentheinfluencingfactorsincludingthereferencetemperature,thechangingtemperatureonthepavementsurfaceandthelengthofcracks
5、werechanged.Totheasphaltpavementwithsurfacecracksorwithreflectivecracks,itwasobtainedthattherelaxedSIFenlargedwiththeincreasingofthechangingtemperatureonthepavementsurface,andatthesametime,thecurveofSIFwithtimebecameeasement.Thereferencetemperaturehadalmostnoeffectonth
6、emaximumSIFandtheSIFrelaxedfastwiththereferencetemperaturerising.TheSIFincreasedwithaugmentationoflengthofthecracks.Keywords:roadengineering;asphaltconcretepavement;FEM;relaxedstressintensityfactor;crack为疲劳开裂和永久变形。疲劳开裂按照影响因素来0引言区分有温度型和荷载型;按照表现形式来区分有表沥青混凝土作为路面结构面层,在世界各地
7、均面裂缝和反射裂缝。沥青混凝土面层的开裂程度与得到了广泛应用。沥青混凝土破坏一直是路面研究基层属性有直接关系,如半刚性基层上的沥青混凝者关注的问题。沥青混凝土路面的主要破坏形式分土路面更容易产生温度型裂缝。在中国半刚性基层收稿日期:2005-06-19作者简介:黄志义(1957-),男,福建莆田人,副教授,工学博士研究生,E-mail:hzy@zju.edu.cn。第2期黄志义,等:含裂缝沥青混凝土路面的粘弹性断裂分析19[1][11]沥青混凝土路面占已建高速公路的3/4,目前,这式(1)一比例可能更大。很多研究者基于线弹性断裂力学
8、2PE(T,t)v(T,t)KI(T,t)=2(1)理论,将沥青混凝土视为线弹性材料,对其含表面裂4(1-L)r[2-5]缝或反射裂缝沥青混凝土路面结构进行了分析。式中:E(T,t)为裂尖沥青混凝土的劲度模量;L为[6]武贤慧等通过沥
