水泥混凝土路面加铺沥青面层结构抗裂缝扩展性能研究
2013-09-28赖世桂
城市道桥与防洪 2013年4期
赖世桂
(龙岩市公路局,福建龙岩 364000)
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[1]~[3]。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[3]~[5]。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x、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。……
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