复杂荷载作用下高速铁路沥青混凝土层受力及开裂特性研究

摘要

考虑到高速铁路沥青混凝土层在复杂荷载作用下可能出现层间离缝及开裂而导致路基失稳,引入黏弹性内聚力模型模拟底座板与沥青层间黏结-脱黏-分离-开裂的复杂相互作用关系,建立车辆-轨道-路基三维精细化有限元模型,并利用现场推板试验获得层间接触参数,借助基床表层动位移数据验证模型的正确性,系统分析复杂荷载作用下沥青混凝土层的受力性能及裂纹扩展特性.研究结果表明:在正温度梯度作用下,温度敏感区处于底座板边缘有效接触区的边角位置;在负温度梯度作用下,最大应力和应变都较小,且温度敏感区处于底座板有效接触区中部;当温度骤降时,裂纹扩展以张开型裂纹为主;低温场或高温场-列车荷载耦合作用下易出现横向滑移型裂纹;在伸缩缝位置处铺设长度为1.0～1.5 m的复合土工膜可有效地控制层间离缝及裂纹扩展.