层间结合对沥青路面温度应力的影响.pdf

牛力达等 层 问结合对沥青路面温度应力的影响 层 间结合对沥青路面温度应 力的影 响 牛力达 王东升 王孙富 冯德成 1 哈尔滨 T业大学交通科学与工程学院 哈尔滨1 5 0 0 9 0 2 I l J t l航天拓鑫玄武岩实业有限公司 成都6 1 0 1 O 0 摘要 分析冬季降温过程中沥青面层温度应力的演化规律 是沥青路面低温抗裂设计方法的理论基础 但现有研究未揭示路面结构的层间结合能力对温度应力的影响规律 因此 首先依据热传导理论 采用 A B A Q U S 有限元软件建立路面温度场数值分析模型 其次 依据热弹性理论 建立路面温度应力分析模型 进而选取典型冬 季 日气温实测值 分析三种层间结合能力下沥青路面温度应力的日演化规律 计算结果表明层间结合能力对温度 应力的影响较为显著 关键词 沥青路面 温度场 温度应力 层间结合能力 中图分类号 文献标识码 B 文章编号 t O 0 1 6 8 6 4 2 0 1 4 1 2 0 0 0 1 0 3 Co r I I l N BE T V EN LA RS oF AS P H 工 P A VE 日 NT EF F E CT S ON 田 A L S I 1 R ES s E S NI U L i d a WANG Do n g s h e n g WA NG S u n f u F EN G De c h e n g 1 S c h o o l o f t r a f f i c s c ie n c e a n d E n g i Ha r b in I n s t i t u t e o f T e c h n o lo g y Ha r b in 1 5 0 0 9 0 Ch in a 2 S ic h u a n A e r o s p a c e T u o x in B a s a lt I n d u s t ria l C O L T D C h e n g d u 6 1 0 1 0 0 C h in a Ab s t r a c t An a l y s is o f t h e v a r ia t i o n o f t h e r ma l s t r e s s e s in a s p h a lt p a v e me n t i n t h e w in t e r c o o li n g p r o c e s s wh ic h i s t h e u n da do n o f lo w t e mp e r a t u r e c r a c k in g o f a s p ha lt p a v e me n t d e s i g n me tho d Ho we v e r e x is t i n g s t u d ie s h a v e n o t r e v e a l e d h o w bi n di n g c a p a c it y b e t we e n la y e r s in fl u e n c e t e mp e r a t u r e s t r e s s B a s e d o n t h e h e a t c o n d u c t io n t h e o r y w e u s e A B A Q U S s o f t w a r e t o e s t a b l is h p a v e me n t t e m p e r a t u r e fie ld n ume ri c a l a n a l y s is mo d e l Ba s e d o n t h e rm o e la s t ic t h e o ry we e s t a bl is h pa v e me n t t e mp e r a t ur e s t r e s s a n a l y s is mo d e l An d t h e n w e s e le c t a t y p ic a l win t e r d a i ly t e mp e r a t u r e s a n a ly z e the v a ri a t i o n o f a s p h a lt p a v e me n t d a ily t e mp e r a t u r e s t r e s s u nd e r thr e e la y e r s b in d in g c a pa c i t y Th e c o mpu t e d r e s u lt in d ic a t e d tha t the b in d in g c a pa c it y b e t we e n l a y e r s is r e ma r k a b le t o the c r a c k be h a v io r u nd e r lo w t e mp e r a t u r e f o r a s p h a lt p a v e me n L Ke y wo r d s a s p h a lt p a v e me n t t e mp e r a t u r e fi e ld t h e rm a l s t r e s s e s b i n d i n g c a p a c ity b e t we e n la y e r s 沥青路面 的低 温开裂 是公路工 程主要 病害形 式 降温速率过快导致面层由于应力松弛能力不足而开 裂的现象屡屡发生 严重影响沥青路面使用性能和寿 命 国内外对沥青路面温度场及温度应力进行了大 量的研 究 主 要 集 中在 理 论 法 和 经 验 法 两 个 方 面 H ill s 建立准 弹性梁 的力学模 型 C h r is i t is o n 基 于粘 弹性理论 分别对沥青路面的温度应力进行了分析计 算 A p e a g y e i A K 基于粘弹理论 通过有限元分析了 降温速率对温度应力的影响 P r i e t o M u fio z P A 4 1 基 于周期性边界条件 研究二维条件下的温度应力 周 继业 改进了 H il ls 等提出的预估开裂温度计算方法 周志刚 李宇峙 建立了随时间变化的温度场和交通 动荷载作用下路面结构 粘弹性层状体 系模型 以上研究 均假 设层 间 完 全连 续 而 对 沥青 路 面 层间接触状 态考 虑较 少 对 此 张 登 良教 授 认 为 层间附着性能差 面层就有一定的 自由收缩变形 从 而降低了温度收缩应力 而姚祖康教授 认为 在层 间接触较好的情况下 当基层温度收缩系数较低 会 使沥青层 的温度 收缩系数 降低 从而降低 了温度应 力 综上所述 由于两种理 论 的不 同及 实际施 工状态 中层间结合能力很难控制 建立不同层间结