钢桥面铺装作为大跨径桥梁建设的一项关键技术,是国内外近些年的一个研究热点。直接铺设沥青铺装层的钢桥面在不同荷载、不同温度以及疲劳破坏等因素的影响下,其变形和受力情况的复杂程度远远高于高速公路路面。从国内外诸多大跨径桥梁桥面铺装层的实例看,性能相对于改性沥青和普通沥青混凝土铺装层,较为优越的环氧沥青铺装层也易产生诸多病害,其中表现最为突出的是裂缝类。钢桥面铺装层的维修大多集中在雨季过后,本文针对带裂缝的钢桥面铺装层在路面有积水的情况进行分析和研究,研究带裂缝的钢桥面铺装层水损害问题。本文首先对动水压力的形成机理及其对钢桥面铺装的影响做了深入调查。其次,利用FLUENT软件根据计算流体力学的方法建立流固耦合有限元模型并进行仿真分析,重点分析了轮胎运动时裂缝内部的混合流体分布情况及压力分布。并且通过控制车辆行驶速度、水膜厚度、裂缝宽度、裂缝深度和轮胎中心距离裂缝中心的距离等变量,研究多种工况下铺装层裂缝内部混合流体分布情况和压力分布。由此得到了影响铺装层裂缝内的动水压力的最不利因素。分析结果表明:随着速度增大、水膜厚度增大、裂缝深度的增加和裂缝宽度的增加,裂缝内部动水压力和最大动水压力都随之增加,程度相对不同。讨论轮胎中心距离裂缝中心的距离发生变化的几种情况,当距离为30cm时,裂缝处动水压力变化较大。再者,在考虑动水压力的情况下,采用J积分来定量表征裂纹尖端应力、应变场强度。以动水压力和裂缝深度作为变量,分析裂缝尖端J积分的变化规律,为建立带裂缝的钢桥面铺装层考虑动水压力作用的断裂参量计算提供借鉴意义。分析结果表明:当裂缝深度不变的情况下,随着动水压力的增大,J积分呈增大的趋势,0.2Mpa为动水压力的一个关键值。压强不变的情况下,2cm为裂缝深度的一个关键值。