水-荷耦合作用下沥青桥面铺装层裂缝扩展分析

摘要

沥青混合料桥面铺装层裂缝在水-荷载作用下会进一步引发松散、坑槽等病害，为揭示荷载作用下孔隙水压力对既有裂缝扩展的影响，本文建立了沥青混凝土连续箱梁桥面铺装层有限元模型，并通过现场动载试验，以桥梁动挠度及模态为指标验证有限元模型正确性。在桥面铺装层上面层底部预设纵向裂缝，通过分析裂缝尖端应力强度因子KI和KII的变化规律研究水-荷耦合作用下桥面铺装层既有裂缝扩展对桥面的影响。研究发现，应力强度因子KI的变化反映出动水压力作用会促进铺装层张拉型裂缝扩张，水的存在导致KI值增大约50%，动水压力越大扩展速度越快，动水压力对剪切型裂缝的扩展影响较小，应力强度因子KII变化不大，但由于水的存在使得应力强度因子响应时间变长，因此，水会对桥面铺装层产生持续影响。

关键词

道路工程 / 桥面铺装层 / 裂缝扩展 / 水-荷载耦合 / 应力强度因子