摘要：无缝式伸缩缝（APJ）是一种快速，简单，低廉安装并且拥有良好的表面平整度的伸缩缝。然而，已知无缝式伸缩缝尤其是在高温环境下对于过早损坏的表现，还没有完全建立。 在本文中，经过一系列有限元分析采用温变粘塑性材料模型来检查典型的无缝式伸缩缝经受高温和交通荷载的反应。材料参数通过使用先前公布的测试数据来校准，并且通过比较模拟反应与无缝式伸缩缝测试数据来验证模型。然后当原型经受各种负载和温度条件时，所建模型用来研究应力和应变分布，脆弱的破裂位置以及那些位置的局部需求，还进行了灵敏度研究以量化剥离伸缩缝底部和加载速率的影响。模型结果揭示了在交通荷载和高温下无缝式伸缩缝的反应，并提供可用于提高无缝式伸缩缝耐久性的新的基本信息。 例如，模拟结果表明，故意使补隙板和APJ之间的界面脱粘是一种实用、低成本的解决方案以减少APJ过早损坏的风险。 

关键词:沥青；桥梁；填充式伸缩缝；伸缩缝；热；失效；裂缝；疲劳。

介绍

结构构件的热膨胀或收缩会引起很大的内部应力，从而对结构的响应和承载能力产生不利影响。许多工程师通常通过安装伸缩缝释放热引起的应力。在桥梁上，伸缩缝也要能够使车辆荷载通过节点。

根据美国交通运输部门，无缝式伸缩缝（APJ）是是一种在一些国家渐渐普遍的桥梁伸缩缝类型（美国交通研究委员会2003）。根据布拉默尔等人的调查（布拉默尔等人，1999），41个国家已经安装了无缝式伸缩缝。在这些国家中，23个国家没有地域区别的将无缝式伸缩缝用于无论是新建还是改造。无缝式伸缩缝由柔性沥青混凝土组成，通常按20%的沥青和80%的骨料的比例。无缝式伸缩缝材料放在路面预留空间中为了使车辆平稳通过这个接缝同时要容纳热运动。根据英国桥梁联合会（桥梁联合会2003），典型无缝式伸缩缝的尺寸是500mm宽、100mm深。其允许在不开裂的前提下最低工作设计温度下的位移为±20mm。ASTM D6297规范（美国材料实验协会，2001）提出对于APJ最低封网尺寸为50*500mm，最大允许位移是25mm。

图例一是典型无缝式伸缩缝的图解

无缝式伸缩缝提供了比其他类型的接缝更好的桥梁表面平整度。另一个优点是它的简易性和低安装成本（钱等人，2000），而且它修复的成本也相对较低。在另一方面，尽管APJs通常的使用寿命大概在6~7年，但是有时在安装后的6个月就会过早损坏。（钱等人，2000）。布拉默尔等人（1999）报道称，过早失效是阻碍APJs在美国广泛接受的重要问题。