复合式路面非线性损伤疲劳裂缝演化机理研究
投稿时间：2022-09-14  修订日期：2023-11-19
关键词:路面  反射裂缝  疲劳损伤  剩余强度
基金项目:天津市交通运输科技发展计划项目（编号2022-08）；天津市教委科研计划项目（编号2022ZD003）；天津市自然科学基金青年项目（编号22JCQNJC01550）；山东省交通运输科技计划（编号2022B16）
作者单位邮编
房娜仁* 天津城建大学 土木工程学院 300384
胡士清 中交第二公路勘察设计研究院有限公司 
吴朝玥 中国公路工程咨询集团有限公司 
韩金川 天津城建大学 土木工程学院 
孙耀宁 天津市赛英工程技术咨询有限公司 
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摘要:
      针对现有复合式路面裂缝扩展机理研究重材料轻结构、模拟方法多样但精确度不高、路面结构难以充分反映实际工况等问题，本文立足国家发展长寿命复合式路面战略需求以及实际行业现状，对非线性损伤复合式路面疲劳裂缝扩展行为展开深入研究。采用损伤力学理论、剩余强度理论、加速加载试验、Python算法等研究手段，完成水泥混凝土板接缝传荷力学行为模拟，编写分布载荷子程序+用户材料子程序+自定义损伤起始准则子程序+扩展有限元主程序用以实现循环荷载作用下复合式路面疲劳损伤—断裂全过程模拟，得到反射裂缝扩展速率、路面内部材料累积损伤及剩余强度、路表弯沉值四个指标在循环荷载作用下的退化规律。结果表明：随着荷载作用次数的增加，疲劳损伤的累积速度逐渐增加，剩余强度逐渐减小；损伤累积的速度与剩余强度降低的程度相关。100kN、160kN、220kN轴载作用下裂缝扩展阶段的寿命分别占路面全寿命周期的43.94%、35.34%、28.82%；40km/h、60km/h、100km/h速度作用下裂缝扩展阶段的寿命分别占路面全寿命周期的46.83%、43.94%、43.13%；超载对路面稳定性影响更大。
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