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反射裂缝反射裂缝扩展

2022/07/15189 作者:佚名
导读:传统的强度理论认为,当沥青罩面层中某点的临界应力超过沥青混凝土本身的极限强度时,沥青罩面层即达到破坏状态。实际上并非如此,沥青罩面层中的反射裂缝从其产生到整个路面破坏,中间要经历一个裂缝扩展阶段,即反射裂缝在罩面层厚度方向上的纵向扩展和在其表面的横向扩展。 反射裂缝的纵向扩展 断裂力学认为,裂缝的扩展有三种位移模式:张开模式、剪切模式和撕开模式。其中温度应力对反射裂缝影响的模式为张开模式,行车荷载

传统的强度理论认为,当沥青罩面层中某点的临界应力超过沥青混凝土本身的极限强度时,沥青罩面层即达到破坏状态。实际上并非如此,沥青罩面层中的反射裂缝从其产生到整个路面破坏,中间要经历一个裂缝扩展阶段,即反射裂缝在罩面层厚度方向上的纵向扩展和在其表面的横向扩展。

反射裂缝的纵向扩展

断裂力学认为,裂缝的扩展有三种位移模式:张开模式、剪切模式和撕开模式。其中温度应力对反射裂缝影响的模式为张开模式,行车荷载对反射裂缝影响的主要模式是张开模式和剪切模式。当车轮驶经裂缝的正上方时,以张开模式来引起反射裂缝,当车轮驶在裂缝之前和之后的位置时,以剪切模式影响反射裂缝。撕开模式在罩面层中不常出现。与张开模式相对应的温度型反射裂缝通常产生于罩面层的底部,而后向上逐渐扩展到罩面层顶面。Rigo等人应用SAPLI5程序模拟温度应力作用下反射裂缝的扩展路径,几乎是垂直向上扩展的,但当气温非常低时,Haas认为,裂缝产生在罩面层的顶面和底面,而后向罩面层中间扩展,裂缝的这种扩展方式在Button的“罩面试验”中得到验证。对于正荷载作用下的张拉位移模式所对应的反射裂缝,一般产生于罩面层的底面,在周期性荷载的作用下垂直向上扩展。Brown和Caltabiano在室内试验都证实了裂缝的这种扩展模式。在偏荷载作用时,反射裂缝以剪切模式在罩面层中向上扩展,Rigo等人对其扩展路径进行了分析,认为裂缝在罩面层中是沿45.角的方向向上扩展的。当车轮荷载(偏荷载)和温度应力共同作用于复合罩面结构时,Rigo等人的分析结果显示,裂缝的扩展介于偏荷载和温度应力单独作用时裂缝扩展路径之间,比偏荷载作用时的裂缝扩展途径更垂直一些 。

反射裂缝的横向扩展

反射裂缝在瞬间是不可能贯穿整个路面宽度,除非在应力作用时,裂缝的长度已经等于或大于相对整个路面宽度的临界长度(这里的临界长度是指当裂缝的长度接近或大于该长度时,裂缝的扩展非常快而且是不稳定的)。较为合理的发展过程是裂缝首先在路表面某些位置产生,然后再向两侧扩展。一般情况下,反射裂缝多出现在轮迹处,因为温度对反射裂缝的影响在整个路面宽度内都是相同的,而行车荷载则是以一定的频率分布在车道上的,尤其在渠化交通的道路上。与罩面层开裂有关的问题是环境因素的负效应,反射裂缝一经出现,水分的浸入、氧化以及行车的反复作用,常常使得反射裂缝加速向四周扩展,即使裂缝贯穿整个路面宽度,也不会立即影响到行车的舒适性。同时,如果在罩面层与旧路面板之间加入了防反措施,如土工织物、SAMI等不透水材料,即使反射裂缝出现在罩面层顶面,如果这些不透水材料仍不破裂,那么就可以减少环境因素的影响,使罩面层保持在一定的使用水平,直到反射裂缝处的材料出现恶化。因此,即使罩面层中出现了裂缝,路面并不就因此而“破坏”了,如何定义路面的损坏将直接关系到罩面层的设计寿命 。2100433B

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