On the fracture of highway pavements

Abstract

Using a model of a single layered foundation to describe a highway or an airfield pavement and an integral formulation, the problem of a pavement containing on-the-top layer a crack of finite length 2c is solved for the stress distribution around the crack tip. The analysis shows that the stresses possess the usual 1/ɛ^1/2 singular behavior which is characteristic of crack problems. Furthermore, it is found that the stress intensity factor decreases as the magnitudes of the two foundation parameters increase. Finally, as the foundation presents more resistance to shear deformation, the critical load for crack initiation increases.

Résumé

En utilisant un modèle représentant une fondation à simple couche, pour décrire une route ou un tarmac, et une formulation par intégrales, on résound le problème d'un revêtement comportant, dans la couche de surface, une fissure de longueur 2c soumise à ses extrémités à un champ de contraintes déterminé. L'analyse montre que les contraintes présentent le comportement usuel représenté par 1/ɛ^1/2, qui est caractéristique des problèmes de fissurations. De plus, on trouve que le facteur d'intensité des contraintes décroît lorsque les grandeurs des deux paramètres caractérisant la fondation s'accroissent. Enfin, lorsque la fondation présente une plus grande résistance à la déformation par cisaillement, il s'ensuit un accroissement de la charge critique nécessaire à l'amorçage de la fissure.

Zusammenfassung

Durch Gebrauch eines Modelles von einem Fundament mit einer einzigen Schicht zur Beschreibung eines Autobahnoder Flughafenbelages, und einer Formulierung durch Integrale wird das Problem des Belages, das einen Riß von endlicher Länge 2c in der Oberflächenschicht enthält, in Hinsicht der Spannungsverteilung an der Rißspitze gelöst. Die Analyse ergibt daß die Spannungen das gebräuchliche 1/ɛ^1/2 singuläres Benehmen enthalten was spezifisch für Rißprobleme ist. Weiterhin wurde gefunden daß die Spannungsintensitätsfaktoren abnehmen wenn die Werte der zwei Fundamentparametern zunehmen. Und schließlich da das Fundament einen größeren Widerstand gegenüber Querverformungen besitzt, nimmt die kritische Last der Rißauslösung zu.