HVS加速加載—荒漠地區(qū)柔性基層瀝青路面疲勞性
導(dǎo)讀:為真實揭示荒漠地區(qū)柔性基層瀝青路面疲勞性能發(fā)展規(guī)律，采用 HVS 加速加載試驗，以鋪筑的四種原尺寸柔性基層瀝青路面試驗路為研究對象開展疲勞性能分析，并建立了瀝青路面的疲勞
來源：未知
發(fā)布日期：2019-10-22 11:09【大 中 小】
疲勞損傷是我國瀝青路面的主要病害之一。對于我國瀝青路面設(shè)計而言，這不僅是一個重要的考慮因 素，也一直是道路工程研究的重難點。當(dāng)瀝青路面因疲勞而受損時，它不僅會影響駕駛舒適性，還會在 嚴(yán)重的情況下造成潛在的安全隱患。因此，為了擴(kuò)展路面的可用性和耐久性，研究特定條件和載荷下的疲 勞損傷機理，建立相應(yīng)的疲勞預(yù)測模型具有重要意義。 目前道路界關(guān)于此方面的研究大多以室內(nèi)小型試件疲勞試驗為主，即通過在試驗期間通過加載正弦 波、控制加載頻率及應(yīng)力比等來模擬道路受車輛荷載的影響，然而路面實際受力狀況十分復(fù)雜，室內(nèi)試驗 與現(xiàn)場道路仍具有較大的差異性，這些問題均會影響瀝青路面疲勞性能研究的合理性和正確性。 鑒于此，鋪筑了四種符合荒漠地區(qū)路面結(jié)構(gòu)材料現(xiàn)狀的原尺寸柔性基層瀝青路面試驗路，以期通過 HVS 加速加載試驗，分析柔性基層瀝青路面疲勞演變規(guī)律，明確瀝青路面疲勞破壞的力學(xué)行為，建立高精 確度的瀝青路面疲勞預(yù)估模型，從而得到四種柔性基層瀝青路面抗疲勞性能優(yōu)劣情況，對今后相似地區(qū)道 路如何進(jìn)行設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)有一定的參考價值，促進(jìn)研究發(fā)展與實際應(yīng)用。
1 HVS 加速加載試驗準(zhǔn)備
1.1 HVS 試驗設(shè)備
本次試驗所采用的 HVS 加速加載設(shè)備是由南非道路部門及道路研究所設(shè)計發(fā)展，為第六代 HVS 設(shè)備。 該設(shè)備可行駛速度為 6-12km/h，軸載范圍為 20-100kN，日最大加載次數(shù)為 28000 次。本次試驗以室溫、 車輛行駛速度 6km/h、標(biāo)準(zhǔn)軸載單軸雙輪組 100kN 為試驗運行參數(shù)。
1.2 確定路面結(jié)構(gòu)類型
基于荒漠地區(qū)路面結(jié)構(gòu)材料現(xiàn)狀及內(nèi)蒙古某公路沿線的自然環(huán)境類型，同時考慮經(jīng)濟(jì)性等因素，最 終推薦四種柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)作為試驗對象。
2 室內(nèi)柔性基層瀝青路面疲勞預(yù)估方程
通過對試驗及相關(guān)規(guī)范的研究發(fā)現(xiàn)，疲勞預(yù)估模型的參數(shù)應(yīng)包括溫度、空隙率、動態(tài)模量、瀝青層底 拉應(yīng)變、瀝青用量及加載模式系數(shù)，并以國內(nèi)外大量疲勞預(yù)估模型形式為依據(jù)路面結(jié)構(gòu) A 實際值與疲勞預(yù)估模型預(yù)測結(jié)果的精確度最高，其值為 99.92%，路面結(jié) 構(gòu)C實際值與疲勞預(yù)估模型預(yù)測結(jié)果的精確度最低，其值為98.16%，四種路面結(jié)構(gòu)平均精確度為99.13%， 故可認(rèn)為預(yù)估模型具有良好的準(zhǔn)確性。
3 疲勞預(yù)估模型驗證
在考慮了不利季節(jié)天數(shù)、荷載間歇次數(shù)和橫向分布修正系數(shù)，得到了瀝青路面疲勞壽命預(yù)估模型，如 式(3)所示。該模型充分考慮了各疲勞預(yù)估模型參數(shù)的影響，具有較高的預(yù)測精度及實用性。ALF 加速加載柔性基層瀝青路面基層材料采用級配碎石，其厚度一致均為 39cm，面層為三種不同厚 度的 AC-13 瀝青混合料。在當(dāng)?shù)厥覂?nèi)加速加載試驗室中，該試驗路不受降雨等天氣的影響，試驗溫度為室 溫，并將相應(yīng)的傳感器埋設(shè)在瀝青路面結(jié)構(gòu)中。其通過橫向分布系數(shù)等參數(shù)得到了實際瀝青路面的疲勞預(yù) 估壽命，將該試驗路相關(guān)參數(shù)代入本文 HVS 疲勞預(yù)估模型中，從而對比分析兩種瀝青路面疲勞預(yù)估模型 的預(yù)測精度。
4 結(jié)論
通過 HVS 加速加載試驗建立了適于荒漠地區(qū)柔性基層瀝青路面疲勞預(yù)估模型，通過與山東 ALF 試驗 路瀝青路面疲勞預(yù)估模型進(jìn)行對比分析可知，考慮車輛行駛速度及環(huán)境溫度的影響可使預(yù)測結(jié)果更加貼合 實際情況，表明本模型在預(yù)測荒漠地區(qū)柔性基層瀝青路面疲勞壽命具有良好的準(zhǔn)確性，對今后相似地區(qū)道 路的設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)有一定的參考價值，促進(jìn)了研究發(fā)展與實際應(yīng)用。
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