基于權(quán)函數(shù)法的瀝青混合料預(yù)切口小梁的斷裂理論與裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)的研究

李　萍，馬　科，念騰飛，吳　中，郭云楓

(1. 蘭州理工大學(xué)　土木工程學(xué)院，甘肅　蘭州　730050;2. 甘肅第七建設(shè)集團(tuán)股份有限公司　基礎(chǔ)橋梁市政工程公司，甘肅　蘭州　730000)

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基于權(quán)函數(shù)法的瀝青混合料預(yù)切口小梁的斷裂理論與裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)的研究

李萍1，馬科1，念騰飛1，吳中1，郭云楓2

(1. 蘭州理工大學(xué)土木工程學(xué)院，甘肅蘭州730050;2. 甘肅第七建設(shè)集團(tuán)股份有限公司基礎(chǔ)橋梁市政工程公司，甘肅蘭州730000)

摘要：為研究瀝青面層底部裂縫的應(yīng)力狀態(tài)和擴(kuò)展規(guī)律，基于權(quán)函數(shù)法對(duì)含單邊裂紋的矩形板權(quán)函數(shù)進(jìn)行了理論推導(dǎo)，基于切口小梁的試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛦芜咁A(yù)切口小梁的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，研究Ⅰ-Ⅱ型應(yīng)力強(qiáng)度因子、Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型斷裂判據(jù)和裂紋在瀝青混合料中的擴(kuò)展變化規(guī)律。結(jié)果表明：相同的荷載作用下，切口越靠近加載點(diǎn)，Ⅰ型應(yīng)力強(qiáng)度因子和最大能量釋放率越大，Ⅱ型應(yīng)力強(qiáng)度因子和開(kāi)裂角越小；切口越長(zhǎng)，最大能量釋放率越大，小梁越容易開(kāi)裂；在切口不對(duì)稱的情況下對(duì)小梁加載出現(xiàn)了Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型開(kāi)裂，且起裂荷載隨著切口偏離加載點(diǎn)距離的增大而增大。通過(guò)理論計(jì)算與數(shù)值模擬結(jié)果的對(duì)比，使用權(quán)函數(shù)法計(jì)算小梁Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子具有良好的精度。

關(guān)鍵詞：道路工程；瀝青混合料；權(quán)函數(shù)法；裂紋擴(kuò)展：預(yù)切口小梁；應(yīng)力強(qiáng)度因子

0引言

裂縫是瀝青路面突出的病害之一。目前研究裂縫問(wèn)題的方法主要有斷裂力學(xué)理論、試驗(yàn)以及數(shù)值模擬[1-2]，根據(jù)裂縫在路面中受力性狀的不同主要可以分為Ⅰ型和Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型。……