由于反射裂缝对沥青面层造成破坏的严重性与广泛性,自20世纪70年代以来,国内外的 道路工程界对于反射裂缝的研究一直十分活跃。其目的,一是为了系统地揭示反射裂缝产生 的力学机理,二是为了寻求阻止反射裂缝发生、发展的方法与措施。温缩型反射裂缝的研究通 常是和交通荷载引起的反射裂缝的研究同时进行的,就其研究内容而言,可以归并为两大课 题,即计算机模拟分析与室内模拟试验。
由于反射裂缝对沥青面层造成破坏的严重性与广泛性,自20世纪70年代以来,国内外的 道路工程界对于反射裂缝的研究一直十分活跃。其目的,一是为了系统地揭示反射裂缝产生 的力学机理,二是为了寻求阻止反射裂缝发生、发展的方法与措施。温缩型反射裂缝的研究通 常是和交通荷载引起的反射裂缝的研究同时进行的,就其研究内容而言,可以归并为两大课 题,即计算机模拟分析与室内模拟试验。
1 .计算机模拟分析
在进行反射裂缝研究时主要是考虑基层或旧路面上的裂缝的存在对沥青面层力学响应的 影响,因此,一般都以带裂缝的层状结构为研究对象。然而,由于裂缝的存在,采用解析法求解 难以实现,故大多采用有限单元法或其他数值方法进行分析计算。在选取力学模型时有的以 断裂力学为基础,有的以热弹性力学为基础,也有的以粘弹性力学为基础。在对裂缝进行简化 处理时,有的采用尖裂缝模型,有的采用钝裂缝模型。前者假设裂缝尖端的曲率半径为零,尖 端附近的应力场存在厂为曲率半径)阶的奇异性,以应力强度因子表征裂缝尖端应力场。
的强度,并认为当应力强度因子达到材料的断裂韧性时便会发生反射裂缝的扩展。后者假设 裂缝有一定宽度,裂缝顶端存在明显的应力集中现象,以应力的大小表示裂缝顶端应力场的强 弱,并认为当应力达到材料的强度极限时便会产生反射裂缝。当应用断裂力学理论进行分析 时必须选择尖裂缝模型口回,否则测应选用钝裂缝模型
。
2.实验室模型试验
进行实验室模拟试验的目的是为了揭示温缩型反射裂缝形成与扩展的内在规律。探寻阻 止或延缓反射裂缝产生的方法与措施,并对计算机模拟结果的真实性与合理性进行验证,为理 论分析方法的修正与进一步完善提供了依据,为建立合理的加铺层设计方法提供必要的指导。 因此,实验室模型试验必须尽可能真实、全面地反映路面实际的工作条件与环境,并通过合理 的实验方案设计,尽可能准确地加以模拟。
从已有的成果来看,研究荷载型反射裂缝的模型试验较多,而研究温缩型反射裂缝的相对 较少,同时模拟荷载与温度作用的试验更为少见口33,成]°在考虑温缩型反射裂缝的试 验中,Fmnckeri等人的工作最具代表性,他们所设计的实验装置的工作原理。 试验结果表明,夹层材料的刚度越大,结构的抗裂性能越好,路面的疲劳寿命越高。