车-温耦合作用下沥青路面反射裂缝开裂影响因素研究

【目的】通过对不同温度下道路内部的应力变化情况进行分析,探究沥青路面反射裂缝开裂的影响因素。【方法】首先,选取半刚性基层底部反射裂缝为研究对象,以反射裂缝尖端的应力强度因子和J积分为评价指标;然后,基于有限元法建立广义Maxwell模型,分析温度作用下道路内部的应力变化;最后,探究不同轮胎接地压力、行车速度以及温度-行车荷载耦合作用下半刚性基层反射裂缝尖端评价指标的变化规律。【结果】根据评价指标对比,当行驶速度由30 km/h增大至150 km/h时,Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子的最大值分别减小了2.79%和5.62%;与行驶速度150 km/h相比,30 km/h所对应的J积分增大了18.0%;当轮胎接地压力由0.5 MPa增大至1.3 MPa时,Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子的最大值均增大了160%,J积分增大了6.5倍,说明轮胎接地压力对反射裂缝应力强度因子的影响程度更大;车-温耦合状态下Ⅰ型应力强度因子均大于Ⅱ型应力强度因子,沥青路面基层横向反射裂缝为Ⅰ型开裂主导的复合型裂缝;J积分在低温-荷载情况下的数值大小为3.6×10-3N/m,其数值明显比高温-荷载及荷载单独作用时的大。【结论】低温和超载对路面反射裂缝扩展的影响最显著,冬季应加强对沥青路面反射裂缝的检测。