长寿柔性基层沥青路面的极限应变

发布时间：2021-06-19 16:12

　　长寿柔性路面设计通常采用沥青层底极限拉应变和土基顶部极限压应变作为控制指标。现阶段极限应变指标参照室内试验结果确定,且数值相对固定。而现场路面结构层应变响应值受结构厚度、荷载、环境作用（温度及老化）等因素的影响,在服役过程中不断演化。以2条服役超过35年的柔性路面结构（屯门公路与吐露港公路）为基础,分析了不同服役阶段路面结构层在不同荷载、环境作用下的极限应变响应,探讨了柔性路面极限应变的大概范围。研究结果表明:在初始服役状态下,屯门公路高温状态下沥青层底的极限拉应变为376×10-6,土基顶部极限压应变为562×10-6;低温状态下上述极限应变分别降为87×10-6,249×10-6;吐露港公路高温状态下沥青层底、土基顶部极限应变分别为149×10-6,324×10-6,低温状态下上述应变分别降为50×10-6,156×10-6。在经过长期服役后,老化状态下2类路面沥青层底拉应变及土基顶部压应变均大幅降低。屯门公路在使用36年后,某些路段出现零星的疲劳破坏,而吐露港公路则没有发现疲劳破坏。极限应变计算结果表明,路面关键位置的应变受荷载、沥青层厚度、温度和沥青层老化状态等多因素的影响。因... 

【文章来源】：中国公路学报. 2020,33(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：13 页

【部分图文】：

选取的重载车辆类型、轴型及轴载谱

图2显示了一月（冬季）和七月（夏季）72h内道路各层的典型温度分布。因为香港位于亚热带气候地带，路面各层的温度无论在夏季还是冬季，都处于一个较高的水平。高温降低了沥青层地模量。因为长寿路面的阈值是应变，高温实际上是一种不利的受力状态。但是，考虑到室内的疲劳试验通常是在常温或低温进行，也有必要考虑沥青层在冬季的温度分布。由图2可见，沥青层的温度从表层到基层，波动的幅度逐渐减少。最终选取的用于计算沥青层夏季模量的温度包括：多孔路面层为52℃；表面层为48℃；中间层为45℃；基层为40℃。用于计算沥青层冬季模量的温度包括：多孔路面为30℃；磨耗层为26℃；中间层为24℃；基层为20℃。3 试验结果与分析

级配碎石回弹模量的测试结果如图3(a）所示。由图3(a）可见，式（2）较好地体现了回弹模量随总应力变化的规律。由于长寿路面沥青层较厚，底基层级配碎石的总应力相对较低。为了更好地体现总应力和回弹模量之间的关系，总应力较低的6个数据点被用来拟合回归公式，所得到的结果如图3(b）所示。式（2）难以准确反映土基的回弹模量。尽管文献中有一些针对细颗粒的土基材料的模量预测模型，但它们较难拟合试验数据。因此，图4给出了3个平行试件的回弹模量检测结果。3个平行试件的平均含水率在15%左右。表2给出了图4中测试结果所对应的围压与轴压。由图4可见，土基的回弹模量随着围压的降低而降低；而在同样围压下，回弹模量通常随着轴压的增加而降低。当围压降低到一定的程度（如13.8kPa），回弹模量对轴压的敏感性有所降低。

【参考文献】：
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本文编号：3238129