楚大高速公路瀝青路面開裂研究.pdf

1、路面開裂是瀝青路面的主要病害之一,它幾乎伴隨著瀝青路面的整個(gè)使用期,并隨著路齡的增長而加重.由于環(huán)境、溫度、交通荷載等因素的影響,瀝青路面中已有裂縫將會(huì)逐漸向上擴(kuò)展到路表.如何正確認(rèn)識(shí)瀝青路面開裂機(jī)理、阻止或延緩裂縫的發(fā)展,延長瀝青路面的使用壽命,是一個(gè)值得關(guān)注的世界性的難題.目前,瀝青路面設(shè)計(jì)方法是建立在層狀彈性理論基礎(chǔ)上的耐久性設(shè)計(jì)方法,但瀝青路面仍然存在著設(shè)計(jì)年限內(nèi)由于各種原因而發(fā)生的早期破壞.尤其是近年來隨著公路交通事業(yè)的迅猛發(fā)

2、展,交通量迅速增長,載重車輛增加,車輛超載現(xiàn)象嚴(yán)重,致使一些路面使用質(zhì)量和壽命達(dá)不到應(yīng)有的使用年限.自從人們在道路上開始使用瀝青路面結(jié)構(gòu)以來,就開始了對(duì)瀝青路面破壞形態(tài)及其原因的探討,并根據(jù)當(dāng)時(shí)所掌握的認(rèn)識(shí)水平與方法對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞進(jìn)行研究,并提出相應(yīng)的抗裂設(shè)計(jì)方法.目前國內(nèi)外廣泛采用基于斷裂力學(xué)的疲勞壽命預(yù)測方法,但總體上來說,關(guān)于瀝青混合料特性、瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度及上下結(jié)構(gòu)層材料性能差異、結(jié)構(gòu)層間聯(lián)結(jié)狀態(tài)等因素對(duì)影響瀝青路面裂縫擴(kuò)

3、展的機(jī)理研究尚不系統(tǒng),未提出合適的瀝青混合料斷裂韌性參數(shù)等材料性能指標(biāo)以及瀝青路面抗裂設(shè)計(jì)方法,有關(guān)的試驗(yàn)測試方法也不成熟,所以需要進(jìn)一步更深入研究.由于路面在重載交通作用下產(chǎn)生的內(nèi)力超過了材料自身的應(yīng)力、應(yīng)變極限要求,容易造成路面開裂.高速公路"渠化交通"使各車道具有了事實(shí)上的明確分工,在行車道內(nèi)產(chǎn)生的裂縫明顯多于其它車道.該文把重交通荷載作為研究的對(duì)象之一.另外由于瀝青混合料的粘彈性質(zhì),在溫度變化過程中,雖然路面中產(chǎn)生的溫度收縮應(yīng)力

4、小于瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度,路面不會(huì)立即開裂.但每次溫度收縮應(yīng)力的循環(huán)都將在路面材料內(nèi)部造成一定程度的溫度疲勞損傷,隨著溫度收縮應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加,溫度疲勞損傷將逐漸積累,終將導(dǎo)致路面的溫度疲勞開裂.該文在前人對(duì)瀝青路面開裂研究成果的基礎(chǔ)上,通過廣泛收集楚大高速公路的資料;深入研究斷裂學(xué)理論與有限元法在瀝青路面開裂方面的理論知識(shí);學(xué)習(xí)瀝青路面材料的熱粘彈性理論與方法,運(yùn)用有限元法來計(jì)算楚大高速公路瀝青路面在不同交通荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力與溫