CN110411873B - 一种优选刚柔复合式路面车辙试验的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种优选刚柔复合式路面车辙试验的方法，其特征在于在室外试验环道上铺筑沥青层为1层、2层的二种刚柔复合式路面结构，并进行车辙实测和室内试验；根据公式：(沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果‑沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果)/(沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果‑沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果)进行计算，计算结果最接近1时公式中的车辙试验结果所采用的车辙试验为优选的车辙试验。该方法不仅可以确定科学评价刚柔复合式路面车辙性能的试验方法，还能为刚柔复合式路面沥青层的合理设计提供理论依据和参考，具有良好的社会与经济效益。

Description

一种优选刚柔复合式路面车辙试验的方法
技术领域
本发明属于道路工程技术领域，涉及一种优选刚柔复合式路面车辙试验的方法。
背景技术
我国路面早期损坏较为严重，路面结构的使用寿命常低于设计年限，迫切需要提高道路工程的耐久性，促进我国交通运输事业更快、更好地发展，助力交通强国建设。刚柔复合式路面是在刚性路面上加铺沥青混凝土(AC：Asphalt Concrete)面层的复合式路面，是一种使用性能良好的路面结构形式，具有整体强度高、行车舒适性好、使用寿命长、维修费用低等优点，从长期使用性能来看，经济性也很好，能充分满足重载交通条件下路面结构的耐久性要求(如2003年京港澳国家高速公路长潭段修筑的CRC+AC复合式路面)，是我国重载交通长寿命路面结构的主要发展方向，该路面结构及其技术已列入交通运输建设成果推广目录。
在工程实践及前期研究中(包括对实体工程的跟踪观测和钻芯取样)发现，车辙是刚柔复合式路面的主要病害之一。刚柔复合式路面作为一种前期投资成本较高的耐久性路面，沥青层的车辙如不能有效控制，将增加养护费用并影响沥青层的使用寿命，造成投资浪费和不良的社会影响。
目前评价沥青路面车辙性能具代表性的室内试验方法有：按照中华人民共和国行业标准JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》，采用车辙试验机进行测试的标准车辙试验，以及汉堡车辙试验、法国车辙试验、路面分析仪(APA：Asphalt PavementAnalyzer)车辙试验、小型加速加载车辙试验等，还有通过简单性能试验机(SPT:SimplePerformance Tester)测试沥青混合料动态模量来间接表征车辙性能的试验方法；此外，刚柔复合式路面与半刚性基层和柔性基层沥青路面相比，在沥青层厚度、结构受力特征、温度场分布规律等方面有较大差异，这些都是影响刚柔复合式路面车辙的主要因素。所以考虑到车辙测试的室内试验种类众多，以及刚柔复合式路面车辙有其自身的特点，刚柔复合式路面车辙测试的室内试验也应有针对性地进行选择。本发明主要是研发一种优选刚柔复合式路面室内车辙试验的方法，确定可用于科学评价刚柔复合式路面车辙性能的室内试验方法。研究成果可为刚柔复合式路面沥青层的合理设计和车辙评价提供理论依据和参考。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是研发一种优选刚柔复合式路面车辙试验的方法，这种方法不仅可以确定科学评价刚柔复合式路面车辙性能的试验方法，还能为刚柔复合式路面沥青层的合理设计提供理论依据和参考，具有良好的社会与经济效益。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种优选刚柔复合式路面车辙试验的方法，其特征在于在室外试验环道上铺筑沥青层为1层、沥青层为2层的二种刚柔复合式路面结构，二种刚柔复合式路面结构沥青面层以下的结构、材料和厚度完全相同，采用激光道路检测车对二种刚柔复合式路面结构的车辙进行现场检测，分别得到沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果、沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果；
通过车辙试验分别测试刚柔复合式路面沥青层各层的车辙变形，沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果为测试1层沥青层的试验结果，沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果为测试2层沥青层的试验结果之和；
根据公式：(沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果-沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果)/(沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果-沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果)，进行计算，确定车辙试验结果与车辙实测结果的贴近程度排序，计算结果最接近1时，车辙试验结果与车辙实测结果的贴近程度排序为第一，计算结果最接近1时公式中的车辙试验结果所采用的车辙试验为优选的车辙试验。
本发明的有益效果如下：
目前评价沥青路面车辙性能的室内试验方法有很多，不同的试验方法测试结果不仅是车辙大小会有一定的偏差，甚至是变化趋势或规律也会不同，因此，在众多车辙试验中选择合适的试验方法很重要，且刚柔复合式路面与半刚性基层和柔性基层沥青路面相比，在沥青面层厚度、结构受力特征、温度场分布规律等方面有较大差异，这些都是影响刚柔复合式路面车辙的主要因素，也就是说刚柔复合式路面车辙有其自身的特点，所以对于刚柔复合式路面选择车辙测试的室内试验尤为重要且更应有针对性。本发明主要是研发一种优选刚柔复合式路面车辙试验的方法，确定可科学评价刚柔复合式路面车辙性能的室内试验方法，研究成果可为刚柔复合式路面沥青层的合理设计和车辙评价提供理论依据和参考。
刚柔复合式路面的沥青层的厚度相对较薄，一般为1层或2层，车辙的大小主要就由这1层或2层沥青层决定，不像最为常见的半刚性基层沥青路面或其他基层沥青路面，车辙的大小由多层沥青层及基层甚至是土基决定，所以可以通过对刚柔复合式路面沥青层进行室内车辙试验，以间接反映刚柔复合式路面的实际车辙情况。虽然实体工程或试验环道能较好地反映路面结构的实际抗车辙性能，但测试成本大、周期长，不易推广，所以有必要建立室内试验与实测结果的关系，研究确定沥青路面合理的车辙试验评价方法。本发明针对刚柔复合式路面沥青层较薄、层数一般为1层或2层的特点，从室内试验到实体工程检测的整个过程，系统地评价沥青路面结构与材料的车辙性能，并建立室内试验与实测结果的关系，可优选出适用于刚柔复合式路面的车辙试验，通过室内小试件的车辙试验就可准确表征刚柔复合式路面的车辙情况，与目前只能用试验环道才可准确测试刚柔复合式路面车辙的方法相比，具有成本小、周期短等有益效果，社会经济效益显著，也易于推广，有良好的应用前景。
本发明在建立刚柔复合式路面沥青层室内车辙试验结果与车辙观测结果关系的过程中，可得到同种级配的沥青混合料、不同沥青对车辙的影响程度，还可以得到同种级配和材料(包括沥青、集料、矿粉)，不同沥青层厚度对车辙的影响程度，这些结果对刚柔复合式路面沥青层的厚度设计、沥青选择等方面有重要参考价值，这是本发明在确定优选刚柔复合式路面车辙试验方法的过程中取得的意料之外的效果，在确定本发明的技术方案之前，发明人根本无法预知本发明的技术方案会对刚柔复合式路面沥青层的厚度设计、沥青选择等方面有重要参考价值。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，以下将结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，所描述的实施例仅用以说明本发明的技术方案，并不用以限制本发明。
实施例1
在室外试验环道上铺筑沥青层为1层、2层的二种刚柔复合式路面结构，二种刚柔复合式路面结构沥青面层以下的结构、材料和厚度完全相同，采用CICS激光道路检测车对二种刚柔复合式路面结构的车辙进行现场检测，分别得到沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果、沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果。
采用车辙试验机进行测试的标准车辙试验，以及汉堡车辙试验、法国车辙试验、路面分析仪(APA：Asphalt Pavement Analyzer)车辙试验、小型加速加载车辙试验5种室内试验，分别测试刚柔复合式路面沥青层各层的车辙变形，每种车辙试验均能得到对应的车辙试验结果；沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果为测试1层沥青层的试验结果，沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果为测试2层沥青层的试验结果之和。
根据公式：(沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果-沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果)/(沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果-沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果)进行计算，确定车辙试验结果与车辙实测结果的贴近程度排序，最终计算结果最接近1时公式中的车辙试验结果所采用的车辙试验为路面分析仪(APA)车辙试验，路面分析仪(APA)车辙试验的试验结果与车辙实测结果的贴近程度排序为第一，所以路面分析仪(APA)车辙试验为优选的车辙试验。

Claims (1)

1.一种优选刚柔复合式路面车辙试验的方法，其特征在于在室外试验环道上铺筑沥青层为1层、沥青层为2层的二种刚柔复合式路面结构，分别得到沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果、沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果；
通过车辙试验分别测试刚柔复合式路面沥青层各层的车辙变形，沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果为测试1层沥青层的试验结果，沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果为测试2层沥青层的试验结果之和；
根据公式：(沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果-沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙试验结果)/(沥青层为2层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果-沥青层为1层的刚柔复合式路面结构的车辙实测结果)，进行计算，计算结果最接近1时公式中的车辙试验结果所采用的车辙试验为优选的车辙试验。
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