半刚性基层沥青路面结构内部应变的现场测试与分析

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1、第1期北方交通·93·半刚性基层沥青路面结构内部应变的现场测试与分析刘宁(辽宁省交通规划设计院，沈阳110166)摘要：为了能够获得实际车辆荷载作用下路面结构内部的力学响应，以Gl12国道工程为依托，结合我国半刚性基层沥青路面的设计经验，设计四种不同的路面结构形式，在沥青层和半刚性基层埋入应变传感器测量设备，通过不同的车辆荷载的作用，实现路面结构内部应变的测量，对半刚性基层沥青路面的结构性能和组合设计具有较大的参考价值。关键词：沥青路面；半刚性基层；应变；传感器中图分类号：U416．01文献标识码：A文章编号：1673—6052(

2、2014)01—0093—06目前，在国内外常用的沥青路面设计方法和试此，为保证半刚性基层不发生疲劳破坏，应当增加半验检测中，一般都将车辆荷载等效为静荷载进行计刚性基层层底拉应力作为控制指标。但由于应力的算和分析，但随着车辆荷载以及车辆行驶速度的不不可测性，实际测量时只能测量层底拉应变。同，静荷载并不能真实地反映现场路面的实际受力2试验路结构形式与测量方案设计状况。本文在总结当地典型路面结构的基础上，提2．1试验路段结构形式出四种不同的路面结构形式，并同时在沥青层和半本文以国道Gl12高速公路工程为依托，选取刚性基层中埋设应变传感

3、器测量元件，对路面结构1．5km试验路段。总结国内外沥青路面结构设计特内部在不同实际车辆荷载作用下的力学响应进行监点和沥青碎石(ATB)应用情况，提出了如表1所示测，为半刚性基层沥青路面的设计提供基础数据。的四种不同的长寿命路面结构形式。1半刚性基层沥青路面控制指标2．2传感器布置方案设计1．1沥青路面控制指标目前，沥青路面应变传感器只能测量传感器长沥青路面的设计原理就是通过路面结构的组合度方向上的应变变化。因此，为了能够狈4量车辆荷设计，保证沥青层底不发生疲劳破坏。国外在大量载作用下各层层底横向和纵向上的力学响应，应变理论计算分

4、析和试验研究的基础上，提出沥青路面传感器应主要布设在车辆荷载的轮迹带下。同时，结构设计指标主要是控制沥青层层底的弯拉应变小各层位横向传感器和纵向传感器均采用双倍布置方于极限弯拉应变，对于非改性沥青的层底弯拉应变案，使得沥青面层和半刚性基层中的应变传感器最值为701~e。终成活率达到了82％，可以确保采集数据的可靠1．2半刚性基层控制指标性。应变传感器布置层位如表1所示。路面结构设计时，要根据设计寿命计算半刚性目前，沥青路面应变传感器只能测量传感器长层层底容许拉应力来验算路面厚度，容许拉应力13"度方向上的应变变化。因此，为了能够测

5、量车辆荷=叮。。／K，K为抗拉强度结构系数，与累计标准轴载作用下各层层底横向和纵向上的力学响应，应变次(AADT)有关，对于半刚性基层K约为1．43—传感器应主要布设在车辆荷载的轮迹带下。同时，2．2，因此，半刚性基层层底拉应力与抗拉强度比值各层位横向传感器和纵向传感器均采用双倍布置方在0．45～0．7间。1972年奥特在总结了水泥稳定案，使得沥青面层和半刚性基层中的应变传感器最材料的疲劳陛能研究结果时，指出了应力强度比小终成活率达到了82％，可以确保采集数据的可靠于0．35时材料几乎不发生疲劳破坏的结论【2J。因性。·94·北方

6、交通2014表2加载车辆的不同配重表慢车道(3．75m)路肩：l千{16●-!i于1l4●●—l3现场测试与数据可靠性分析．3u3．1测试车辆轴载与车速控制li2mII现场加载测试主要有三项内容：Ii9IlOllll2(1)加载车辆分双后轴货车与单后轴货车，其卜HiHH『-不同轴载的配重情况如表2所示；IlI；(2)每种配重情况下的车速控制为10km／h、)'_30km／h和50km／h；加载位置顺序(3)对5种不同加载位置(如图l所示)进行现(a)面层应变传感器布置方案与加载位置场测试，图中虚线为车辆后轴轮隙中心线。3．2数据可

7、靠性分析3．2．1测量结果的重现性分析根据现场测试方案，当试验条件相同时(即相●_。-78_●[同车重、相同车速和相同加载位置)，共进行3次重-’1复加载试验，测试传感器测量结果的重现性。图2、56●-●l图3分别为沥青层底和半刚性基层底应变传感器的重现性测量结果。一在传感器的测量结果重现性测试中，对以上2m传感器三次重复加载结果△s进行误差分析，以验．_■34．一_．l0一【军逸∞l~a／h，作用位置1，翠里1)0卜_．12．__⋯_042135-—10l系列1加载位置顺序——系N2，-⋯⋯·系列3—t盅．—2O(b)半刚性基层

8、传感器布置方案与加载位置图1试验路段应变传感器布置方案设计及加载位置示意图(a)A试验段9号传感器第1期刘宁：半刚性基层沥青路面结构内部应变的现场测试与分析·95·530(车速5ol血／II，作用位置1，车重3)I(车速lOl~／h，作用位置1，车