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不同温域变化下半柔性路面材料细观界面损伤开裂分析
| 题名： | 不同温域变化下半柔性路面材料细观界面损伤开裂分析 |
| 作者： | 谢志惠 1 何天明 2 许克健 3 程宏 4 任敏达 5 |
| 作者单位： | 1. 上饶市弋阳公路事业发展中心2. 上饶市信州公路事业发展中心3. 上饶市余干公路事业发展中心4. 上饶市鄱阳公路事业发展中心5. 内蒙古工业大学土木工程结构与力学内蒙古自治区重点实验室 |
| 关键词： | 道路工程;界面损伤;有限元方法;半柔性材料;内聚力模型;温域影响; |
| 摘要： | 损伤开裂是目前影响沥青路面结构耐久与行车安全的重要因素之一。路用灌注式半柔性材料(SFM)通过在沥青混凝土骨架中灌注水泥浆，兼具水泥和沥青特性，具有较好的耐久性及行车舒适性，但SFM界面处由于各相材料变形不协调易引发细观损伤。为了揭示半柔性材料在温度变化过程中的界面损伤，利用有限元分析方法，通过引入内聚力模型(CZM)对SFM界面区域在不同温域下黏结-失效过程进行了模拟分析。首先，以25%目标空隙率设计SFM的骨架沥青混合料，在对其进行基本性能测试后灌注水泥浆，制备SFM试件。然后通过工业CT扫描，获得SFM的内部截面几何信息，构建细观有限元模型。分别对SFM组分包括开级配沥青混合料、水泥灌浆料以及集料进行不同温度范围内的温缩行为测试，将试验获得的线收缩系数输入有限元模型中进行计算，研究其界面区域在经历不同温域后的应力集中、失效程度及损伤分布等问题。结果表明：与多数工况类似，在从20℃向―30℃降温过程中，SFM内部应力主要集中于集料-沥青-水泥灌浆料界面区域。通过对各降温区段的应力大小及损伤程度分析后，发现20℃至10℃降温区间内，沥青膜黏结强度及断裂能最小且承受的不协调变形最大，因此该降温区间内SFM界面处损伤开裂最严重。 |
| 期刊名称： | 公路交通科技 |
| 出版日期： | 202402 |
| 出版年： | 2024 |
| 期： | 12 |
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