考慮非均布荷載及動態(tài)模量特性的瀝青路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計應(yīng)用研究.pdf

1、半剛性基層瀝青路面在我國路面結(jié)構(gòu)形式中應(yīng)用最為廣泛。然而，由于各種原因，半剛性基層瀝青路面的使用壽命往往不夠理想，尤其在我國。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，與發(fā)達(dá)國家半剛性基層瀝青路面的使用壽命相比，我國的使用年限較短，往往是3~5年，有的甚至通車不到1年就會出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞。這其中既有施工的原因、材料選擇與設(shè)計方面的原因，也有結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計的原因。實際上，根據(jù)我國瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，由于半剛性基層的強(qiáng)度高、變形小，半剛性基層瀝青路面所計算出來的層底往

2、往是受壓，而不是受拉，導(dǎo)致彎拉應(yīng)力或拉應(yīng)變的設(shè)計控制指標(biāo)就起不到防止相應(yīng)結(jié)構(gòu)層疲勞開裂的作用；同樣，由于半剛性基層的強(qiáng)度高，彎沉指標(biāo)對結(jié)構(gòu)層的厚度設(shè)計，尤其是瀝青層的厚度，也起不到控制作用。造成這種問題的因素也有很多，其中重要的一點，就是結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計用的輪胎-路面接地壓力和結(jié)構(gòu)層模量的取值不夠準(zhǔn)確。
　　目前常用的力學(xué)-經(jīng)驗路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，輪載對路面的作用都認(rèn)為是圓形均布荷載。然而，即使是同一路面同一車輛荷載，其輪載的作用力大小

3、和作用形式都是不同的，進(jìn)而產(chǎn)生的路面力學(xué)響應(yīng)也不同。同時，荷載的作用力大小分布受車輛負(fù)荷、輪胎胎壓及胎面花紋等因素的影響而呈現(xiàn)很大的不同，遠(yuǎn)非均勻性所能描述。由車輛荷載引起的路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的應(yīng)力脈沖波形，也并非簡單的正弦波狀，而是隨著路面深度的增加，波形從矩形逐漸向半正弦波變換，當(dāng)瀝青層較厚時，更接近鐘罩型。另一方面，我國規(guī)范規(guī)定瀝青路面瀝青層的模量取值采用靜態(tài)模量，但靜態(tài)模量顯然太過簡單，基本上不能反映瀝青混合料的特性。美國AASHTO建

4、議采用動態(tài)模量，是因為動態(tài)模量能很好的體現(xiàn)瀝青路面實際的動態(tài)受力情況，但由于在進(jìn)行動態(tài)模量試驗時僅僅考慮了半正弦波加載，無法全面反映其實際的受力情況。因此，在美國AASHTO研究的基礎(chǔ)上，有必要對動態(tài)模量做進(jìn)一步的研究。
　　本文從路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計的兩個主要參數(shù)（車輛荷載和動態(tài)模量）入手，進(jìn)行瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化研究。首先，考慮試驗溫度、加載波形及加載頻率等因素對動靜態(tài)模量的影響，利用加載波形的研究成果對動態(tài)模量試驗荷載的控制程