[發明專利]一種剛柔復合式路面結構車轍的測試方法

有效

• 申請號: 201711042304.4
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107860665B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 李盛;楊帆;劉朝暉;房碩;劉萌
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種剛柔復合式路面結構車轍的測試方法，通過漢堡車轍儀進行試驗，試件為復合試件，試件置于漢堡車轍儀的試模內；復合試件從上至下依次由瀝青混凝土面層、水泥混凝土面板、復合材料組成，瀝青混凝土面層與水泥混凝土面板之間設置粘結層，試件由下至上成型；復合材料由橡膠粉、砂、單一粒徑碎石組成，采用振動壓實成型，用動三軸試驗來測定復合材料的回彈模量，橡膠粉、砂、單一粒徑碎石的配比由是否達到所需回彈模量值的95％～105％來確定；開始正常試驗后，車轍深度達到20mm后試驗結束；本發明的測試方法可為提升剛柔復合式路面結構的抗車轍設計和耐久性提供科學依據。

技術領域

本發明屬于道路工程技術領域，涉及一種剛柔復合式路面結構車轍的測試方法。

背景技術

剛柔復合式路面通常指水泥混凝土路面加鋪瀝青面層后形成的復合式路面，車轍和裂縫是其主要病害，其中車轍嚴重影響剛柔復合式路面的使用性能，給行車帶來極大的安全隱患。剛柔復合式路面與普通瀝青路面在結構上有很大不同，傳統的試驗方法很難考慮剛柔復合式路面的結構特征而對其車轍進行科學評價。主要是傳統的車轍試驗大多是針對瀝青路面的某一結構層制備試件，其試驗結果反映的是該層材料的抗車轍性能，并不能代表瀝青面層結構整體的抗車轍性能；其次，目前有少量的研究采用兩層結構制備試件，但由于試驗過程中試件是直接放置在試模內，試件底部為試模對試件的剛性支撐，而實際路面結構中瀝青面層底部的并非完全是剛性支撐，如剛柔復合式路面這種復雜結構，瀝青層底部由剛性的混凝土板、半剛性的水穩基層、剛度較小的土基共同支撐。

針對這些問題，有必要開發剛柔復合式路面結構車轍測試和評價方法，為提升剛柔復合式路面結構的抗車轍設計和耐久性提供科學依據。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對剛柔復合式路面這種復雜結構，研發一種剛柔復合式路面結構車轍的測試方法，科學合理地評價剛柔復合式路面整體結構的車轍，提升剛柔復合式路面結構的抗車轍設計和耐久性提供科學依據。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種剛柔復合式路面結構車轍的測試方法，其特征在于通過漢堡車轍儀進行試驗，試件為復合試件，試件置于漢堡車轍儀的試模內；

所述復合試件，從上至下依次由瀝青混凝土面層、水泥混凝土面板、復合材料組成，瀝青混凝土面層與水泥混凝土面板之間設置粘結層，瀝青混凝土面層厚度根據實際需要設置，水泥混凝土面板厚度為3cm，粘結層為灑布量1.4kg/m²的SBS改性瀝青，試件由下至上成型，成型后切割成試驗所需的尺寸；

所述復合材料由橡膠粉、砂、單一粒徑碎石組成，最大粒徑不超過2.36mm，厚度為3cm，采用振動壓實成型，用動三軸試驗來測定復合材料的回彈模量，橡膠粉、砂、單一粒徑碎石的配比由是否達到所需回彈模量值的95％～105％來確定，所需回彈模量值的確定方法：用落錘式彎沉儀測試實體工程中水泥混凝土面板以下路面結構的表面彎沉，通過測試結果反算水泥混凝土面板以下路面結構各結構層的模量、繪制彎沉盆曲線，用ABAQUS有限元軟件建立水泥混凝土面板以下路面結構的仿真模型，并模擬落錘式彎沉儀的測試過程，根據落錘式彎沉儀測試結果反算的各結構層模量和繪制的彎沉盆曲線對仿真模型進行修正，并利用落錘式彎沉儀的測試結果驗證仿真模型的可靠性，再用ABAQUS有限元軟件建立一個與復合材料試件尺寸相同的3維8結點正6面體縮減積分實體單元模型，模型的底部完全約束，在模型上施加與漢堡車轍試驗輪載大小相同的705N的豎向力，并在此前建立的仿真模型上施加同樣大小的豎向力，通過兩個模型的最大豎向變形相等來確定復合材料所需回彈模量值。

試驗步驟為：