收缩开裂问题是影响半刚性基层路面使用性能和结构性能的重要因素,由于问题本身所具有的复杂性和重要性,使得收缩开裂问题一直是道路研究领域的难点。传统的收缩性能研究是通过室内试验和现场试验分别研究基层裂缝的开裂及发展规律,室内试验的研究环境限制而现场试验耗时长,使得两者都具有一定的局限性。随着扩展有限元技术的逐步应用,为基层的收缩开裂问题的研究开拓了新的方向。本文利用光纤光栅技术测量水泥稳定碎石材料干缩系数和温缩系数的方法,开展室内试验研究掺加料对收缩开裂性能的影响,同时,基于扩展有限元建立水泥稳定碎石基层模型,分析掺加料和基层厚度对水泥稳定碎石基层收缩裂缝间距的影响。文章主要包括以下几个方面的内容:首先,开展水泥稳定碎石基层材料抗裂性能的室内试验研究,通过查找翻阅文献选定三种掺加料,即消石灰、脱硫石膏和聚丙烯纤维来改善水泥稳定碎石材料的干、温缩性能,利用正交均匀设计来确定三种掺加料的配合比,采用光纤光栅技术测量其干缩系数和温缩系数。其次,通过现场监测,进行水泥稳定碎石基层裂缝发展规律研究,包括产生的时间、裂缝间距等。再次,应用ABAQUS有限元软件,结合扩展有限元建立水泥稳定碎石基层收缩裂缝分析模型,确定各结构层的密度、弹性模量、泊松比、干缩系数和温缩系数,并和现场监测的结果对比,分析数值模拟分析的可靠性。最后,基于已建立的有限元模型进一步分析干、温缩系数以及基层厚度对基层开裂性能的影响。研究结果表明:掺加料可以改善水泥稳定碎石材料的抗裂性能;数值模拟分析中可以看出适合的干缩系数和温缩系数可以使得水泥稳定碎石基层的开裂间距增大,提高基层的抗裂性能和推迟贯穿裂缝出现的时间点;基层厚度的增加也可以增大基层开裂间距。