復合式路面永久變形及界面粘結強度變化規(guī)律研究.pdf

1、作為長壽命路面結構形式之一——復合式路面,是公路科技工作者可持續(xù)發(fā)展思想的體現(xiàn),不僅可以減少瀝青用量,還可彌補剛性路面的不足,剛柔相濟,大大改善了路面的使用性能。但由于交通量的增大、環(huán)境因素的影響,尤其環(huán)境因素與交通荷載的聯(lián)合作用,促使很多路面結構出現(xiàn)早期破壞。復合式路面也體現(xiàn)出其不足的地方,例如容易產生反射裂縫、層間滑移,對高溫抗車轍能力要求較高等。因此,有必要對復合式路面層間粘結性能變化規(guī)律、瀝青面層高溫抗車轍性能進行深入研究。本文

2、主要研究內容如下:
　　 在調研國內外對本課題及相關研究的基礎上,對復合式路面的層間應力進行了深入分析,提出確定復合式路面剪切角的方法:針對層間最大剪應力、剪切角影響因素,應用BISAR程序計算各種條件下的層間剪應力、剪切角,分析瀝青層厚度、模量、粘結層厚度、模量、行車荷載、溫度等因素對層間最大剪應力、剪切角的影響,并對其敏感性進行研究。研究結果表明:層間最大剪應力所對應的剪切角度約為35°:AC層厚度、粘結層模量、行車荷載為顯

3、著影響因素:運用fminsearch函數(shù)非線性規(guī)劃,擬合出層間最大剪應力、剪切角與其敏感因素的多維函數(shù)。
　　 綜合考慮行車荷載與外界環(huán)境因素的作用,對采用橡膠瀝青碎石封層、稀漿封層兩種粘結層材料的復合式路面進行不同溫度(25℃,60℃)、不同濕度下(浸水0h,12h,24h)的浸水車轍試驗,分析各因素對復合式路面抗車轍性能的影響規(guī)律,并建立了車轍深度.行車荷載作用時間關系曲線。研究結果表明:浸水后的試件的抗車轍能力強于未浸水的

4、,源于Terzaghi提出的有效應力原理,即引起車轍深度并不是作用在試件表面的法向應力,而是總應力σ和孔隙水壓力μ之差:有效應力σ′。采用最小二乘法建立目標函數(shù),結合改進的隨機行走法確定模型中的未知參數(shù),首次提出了復合式路面在水-溫-荷耦合作用下的車轍預估模型。模型檢驗結果表明,實測車轍深度與計算車轍深度相關性高達0.97,得到了一致的且符合實際的結果。
　　 采用正交試驗法進行試驗設計,通過室內剪切試驗,以剪切強度作為性能指標