水泥混凝土路面加铺沥青面层结构抗裂缝扩展性能研究

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发布时间：2021-10-20

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该文介绍了水泥混凝土路面加铺沥青面层结构抗裂缝扩展性能的研究。为了解不同措施延缓水泥混凝土路面加铺沥青
层结构反射裂缝的效果，建立了考虑接缝传荷能力的水泥混凝土路面加铺沥青面层结构三维有限元分析模型，以 P s裂缝扩展
寿命描述反射裂缝扩展。研究发现各种措施扩展寿命大小差异与接缝弯沉差有关。防裂贴与应力吸收层组合结构的扩展寿命最
大，土工布与防裂贴扩展寿命接近。不同防反措施扩展寿命随接缝弯沉差的衰减速率大小为：防裂贴加应力吸收层，应力吸收层，
玻纤格栅，土工布，直接加铺。
关键词：水泥混凝土路面；反射裂缝；接缝弯沉；抗裂缝扩展；防反措施
中图分类号：U418 文献标识码：A 文章编号：1o09—7716(2013)04—0207—03
0 前言
反射裂缝是水泥混凝土路面加铺沥青层结构
的早期典型病害。目前防反措施类型主要有：(1)
增加沥青层厚度；(2)沥青层的切缝灌缝；(3)设置
薄夹层：土工布、玻纤格栅、应力吸收层、防水卷
材：(4)设置补强层：大粒径沥青碎石、级配碎石、
水泥稳定碎石；(5)断裂稳固水泥混凝土板。其中
最广泛采用的防反技术为设置薄夹层。
然而，在比较各种措施的防裂效果方面，目前
评价防反效果选取的指标单一，对于反射裂缝的开
裂，研究多以沥青加铺层应力集中区域的应力值作
为评价指标… 。在反射裂缝扩展方面，多以应力
强度因子和 Paris裂缝扩展寿命作为评价指标… 。
不同防反措施与加铺层厚度、扩展寿命之间未建
立量化关系。
基于以上，本文采用 ABAQUS三维有限元软
件，对不同防反措施延缓反射裂缝扩展效果进行
了研究。
1 有限元分析模型
1．1 基本假设
(1)各结构层为均匀、连续、各向同性的弹性
体；
(2)各层层间竖向、水平位移均连续；
(3)基础底面各向位移为零，基础侧面水平方
向位移为零；
(4)不考虑路面结构的自重影响；
(5)接缝宽度假设为 l cm(无特殊说明认为接
收稿日期：2012—12—17
作者简介：赖世桂(1959一)，男，福建上汀人，高级工程师，局
长，从事公路工程建设管理工作。
缝无传荷能力 )。
以上基本假设适用于反射裂缝开裂和扩展分
析模型，扩展模型中反射裂缝是沿路面板宽度方
向的贯通裂缝。
1．2 荷载参数
标准轴载。
1．3 材料参数与模型尺寸
为简化模型的复杂性，将旧水泥路面板以下
的基层、垫层、路基转化为同一结构层。
模型的边界条件：采用 Tie联结模拟各结构层
完全连续接触，接触面各节点、y、z方向上具有相
同的自由度，路面结构侧面水平方向的位移为 0，
基础底面 x=y=z=0。
分析模型尺寸：长 X宽 =10．01 m×4．5 m，基
础的尺寸：长 ×宽 ×深 =12．01 m x 6．5 m×9 m，如