揭秘基于性能分析的刚果（布）沥青路面结构优化研究[城市道桥与防洪]

1 9 6 科技研究 城 市道桥与 防洪 2 0 1 5 年 6 月第 6 期 湿热多雨为显著特点的刚果地 区路 面结构 的耐 久 性具有积极意义 2 优化方案 2 增加级配碎石层厚度 该方案 在原基础上增加级 配碎石层厚度 即采用 了双层 级配碎石层 通过增加应力传递的路径 降低路面 结构荷载 达到增强路面结构 的 目的 其中 3 0 c m 的级配碎石层宜分两层摊铺 每层 1 5 c m 3 优 方案 3 增大墙 雏 湛 回弹模量 模量由 2 5 MP a 增大为 4 0 M P a 3 优化方案性能评价 3 1 采用荷载容许作用次数 N e评价 A I 设计方法中 对路基顶面压应变与疲劳作用 次数的关系采用式 1 确定 1 式 中 路基顶面压应变 荷载容许作用次数 f m 方程的参数 根据 C h e r v o n的建议 车辙 深度小 于 0 5 i n 1 2 7 m m 时 相应的参数值 为 1 1 0 5 m 0 2 2 3 不同方案的荷载作用次数 的对数值见 图 2 由 图 2可知 各 方案 中 从提 高幅度 分析 方 案 1 2 最优 其次是方案 2 再继续 细化 方案 1中 面层 厚度增 加 1 c m 荷 载容许作用次数增 加 1 0 1 9 4 4 次 方案 2中 级配碎石层厚 度增加 1 c m 荷 载容 许作用次数增加 6 7 1 2 2次 因此 从材料角度而 言 增加面层厚度优于增加级配碎石层厚度 图 2 不 同方 粟的荷载容许 作用次数 3 2 采用车辙深度评价 参考美 国力学经验设计指南 中建议 的沥青混 合料永 久变形 与无结合料层 永久变形 预估 公式 预估 了在不 同交通量下的路 面结构永久 变形 的发 展趋势 用于预测沥青混合料永久变形的基本公式为 k 1 0 枷 1 0X 1 0 x T x N 2 2 式 中 塑性应变 i n i n 弹性应变 i n i n 卜温度 oF 作用次数 k 为用于修正最终车辙深度 的修正 系数 该 系数是与沥青层厚度 h 与计算点深度 d e p t h有关 的函数关系式 由以下方程组确定 j 1 C l C 2 x d e p t h x O 3 2 8 1 9 6 d e p t h 2 C1 一0 1 03 9x h 2 48 6 8xh 一1 7 3 4 2 2 0 0 1 7 2 x h 一1 7 3 3 l x h 2 7 4 28 根据弹性理论计算得到荷载作用下 的沥青层 亚层 的弹性压应变 并 由永久 变形 的基本公 式得到每亚层 i 的塑性压应变 根据每亚层厚度 h i 由式 3 确定沥青层最终变形 R D e i p x h 3 L 1 用于评价无结合料粒料类基层 底基层或路基 土永久变形的基本公式 为 6 8 o h 4 u r 式 中 6 各层次 或亚 层 的永久 变 形 i n 荷载作用次数 和p 材料属性系数 s 一室 内试验得到材料属性系数 8 卢和P 时所施加的弹性应变 i n in 每 层或亚层 的平均竖 向压应变 i n J i n 一 每层或亚层的厚度 i n 口 无结合料粒料类基层 底基层或路基 土的修正系数 这里对 于级配碎石层 采用 1 6 7 3 砾石土采用 1 3 5 不 同方案各层次的车辙深度见 图 3 一图 7 对 比图 3 图 7可知 1 所有 方案 在荷 载 作用 初期 卵砾 石 土层 变形对路面结构整体的车辙起主要贡献 其次为 级 配碎石层 沥青层 的变形在荷 载作用初期 非 常 小 荷载累计作用次数对数 l o g N 图 3 车辙 深度与荷载 累计作 用次 数对数 关系 原方 案