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土工格栅抑制沥青混凝土梁的损伤分析

发布者:admin  发布时间:2018-05-11  点击:345
土工格栅抑制沥青混凝土梁的损伤分析
目的研究土工格栅抑制混凝土梁的损伤效果,为沥青混凝土路面施工过程中的损伤开裂控制提供参考.方法应用Sidoroff和ABAQUAS损伤模型的有机结合,对未加铺土工格栅与在不同位置加铺土工格栅的沥青混凝土三点弯曲梁进行了损伤演化分析;运用疲劳试验对土工格栅加铺于梁底部进行损伤分析.结果土工格栅加铺层在梁底部和距梁底部1 /3处加铺土工格栅后,沥青混凝土梁的损伤因子均得到了较大程度地减小,进而确定了土工格栅的最佳加铺位置为梁底部.疲劳试验结果表明,土工格栅加铺于梁底部能提高疲劳寿命8. 49倍.结论土工格栅可以有效地抑制沥青混凝土的损伤,延长疲劳寿命.    沥青路面裂缝的产生机理是由于路面在行车荷载和温度的作用下先产生损伤,出现微观裂纹,微观裂纹进一步扩展为宏观裂缝,最终导致路面开裂.沥青混合料以及路面结构的破坏实质上是材料局部出现劣化损伤并逐渐扩展、发展成为裂缝直至断裂破坏的过程,为此需要在数值计算和试验的基础上进
一步应用损伤力学理论与方法揭示材料及结构损伤破坏的演化过程,认识破坏的机制以及加筋作用的机理[D -al.当前对沥青路面进行损伤分析的理论主要是损伤力学和豁弹性理论,在此基础上结合流变学、耗散能理论、唯象学方法等,进行疲劳试验或拉伸试验,最后建立拉伸损伤演化方程或疲劳损伤演化方程[Cs-izl.除此之外,还有将土工格栅运用到沥青路面的损伤研究中,土工格栅是聚合物材料经过定向拉伸形成的具有开孔的网络、较高强度的平面网状材料.由于土工格栅是通过独特的工艺过程使聚合物的长链碳氢分子沿拉伸方向重新排列成一直线,因而在拉伸方向具有较高的抗拉强度.    虽然道路工作者早就认识到了沥青混凝土损伤对于沥青路面路用性能的影响,并对此进行了大量的工作,但随着沥青混凝土的
损伤,其各项路用性能的变化规律如何,尚且没有较权威的结论,可供参考的研究成果也
不多见.基于此,笔者应用aBa}us有限元软件Sidoroff损伤模型模拟沥青混凝土梁三点加载弯曲损伤演化过程,研究土工格栅不同层位的沥青混凝土梁拉伸损伤的抑制作用,进而确定出土工格栅加铺层的最佳位置.在此基础上,通过疲劳试验进一步研究土工格栅抑制混凝土梁的损伤效果,验证了数值模拟的正确性和土工格栅抑制混凝土梁的损伤效果,为沥青混凝土路面设计及施工过程中的损伤开裂控制提供了借鉴作用.

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