连续配筋混凝土刚柔复合式路面Top-Down开裂分析

摘要

针对CRC+AC复合式路面Top-Down裂缝开裂问题,通过数值模拟,分析CRC+AC复合式路面Top-Down裂缝的开裂诱因,研究温度和荷载作用下沥青面层Top-Down裂缝扩展情况。研究结果表明:沥青面层纵向和横向拉应力最大值均出现在路表处,在路表2 cm以下深度,沥青面层内的拉应力逐渐转为压应力;在轮载前端和后端处,沥青面层剪应力较大且沿路表2~3 cm深度处剪应力最大,在不同深度,轮载后端比轮载前端对应的剪应力大;由于轮载前端剪应力和拉应力均较大,沥青面层在拉应力和剪应力综合作用下更易形成横向Top-Down裂缝;沥青层温度应力随深度增加而逐渐减小,且随着深度增加,最大温度应力出现时间滞后;冬季低温季节的每天6:00前后,在温度作用下,Top-Down裂缝的裂纹尖端应力强度因子达到最大值,此时裂缝最易扩展;在非均布荷载作用下,纵向裂缝的开裂主要为张开型(I型)和滑开型(II型)开裂,拉应力和剪应力是影响纵向裂缝发展的主要因素,横向裂缝的开裂主要为II型开裂,剪应力为主要影响因素。研究成果可为CRC+AC复合式路面沥青面层的开裂控制及沥青面层的合理设计提供参考依据。