沥青混凝土罩面层的开裂破坏规律研究

定期的养护与维修可以延长沥青路面的使用寿命，及时地在沥青路面上加铺罩面，不仅可以增强路面强度，还可改善路面的使用性能，而不必做大量的重建工作，其厚度也小于重建施工的厚度，因此对于已破损的路面，采用沥青混凝土罩面常可以提供最经济的修复形式。这种修复方法最主要问题是罩面层的反射裂缝，也就是在原路面中存在的裂缝能够扩展并延伸到新的罩面层中去。反射裂缝扩展是沥青混凝土罩面早期破坏的主要原因。因此在罩面设计中，预防和阻止反射裂缝的扩展是需要考虑的一个重要问题。本文采用力学分析与实践经验相结合的方式对沥青混凝土罩面反射裂缝的扩展规律进行了较为系统的研究，取得的主要成果有： 1．对代表性的路面弯沉检测设备进行了分析比较，特别是对国际上广泛应用的Dynatest FWD测试系统的工作原理、使用性能和技术指标进行了较全面的剖析，从而为国内引进FWD检测设备提供了技术依据。 2．建立了一种能够反映实际罩面层开裂破坏的力学模型，分析了反射裂缝在罩面层内扩展的形式，并阐述了断裂力学的基本原理及方法。在此基础上，详细讨论了使用有限元方法计算裂缝应力强度因子的方法。 3．为了获取路面各层及土基的模量，本文基于落锤式弯沉仪(FWD)的检测数据对路面结构层模量的反算方法进行了详细分析，从而为路面加铺层厚度设计提供了可靠的技术支持。 4．基于选定的路面力学模型，采用断裂力学中的疲劳裂缝扩展理论对路面反射裂缝的扩展规律进行分析。在此基础上，结合工程实际，对此方法进行了初步检验，证明其适用性。