PDF《陈团结钢桥面沥青混凝土铺装疲劳裂缝扩展数值分析》

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0 引言中国钢桥面采用过多种铺装材料 , 如普通沥青 混凝土、 改性沥青混凝土 、SM A 、环氧沥青混凝土 、 Gussasphalt 等 ,无论那种铺装都会在设计使用期内 出现疲劳裂缝等病害 ,由此引发的坑槽、脱层、推移 等病害严重影响铺装层的使用性能和使用寿命 , 因此,研究裂缝扩展行为是提高铺装层使用性能 、 实施 预防性养护措施以及延长铺装层使用寿命的关键 . 国内外对于钢桥面铺装的研究多集中在铺装材 料及其疲劳性能方面, 对于裂缝扩展的具体过程鲜 有涉及.荷兰的代夫特科技大学的 M EDANI 教授 对3种不同铺面材料进行过疲劳试验研究, 试验温 度为

20 ℃,试验荷载为

3 .

5 ~ 24.

0 kN , 试验加载频 率为

1 .

83 Hz , 试验结 果表明当 加载次数达 到100 万次时, 铺装层材料没有观察到裂缝 ,只有复合 梁的挠度值发生了一定的变化 : 在动态加载条件下 , 当加载次数达到

100 万次时, 复合梁的挠度增大了 近25 % [ 1-2] .日本的 HIM ENO 发现钢桥面铺装层 中纵向疲劳裂缝不仅出现在 U 形肋的顶部 ,而且肋 与肋之间的压应力区也容易出现纵向疲劳裂缝 [ 3] . 鉴于此,本文采用数值方法对钢桥面铺装层疲劳裂 缝扩展行为进行分析研究 .

1 疲劳裂缝扩展阻力 裂缝扩展阻力通常采用的表达形式为 R =G ( 1) 式中 : R 为疲劳裂缝扩展的阻力;

G为能量释放率. 当R>G时,裂缝不会扩展, 当R