基于加速加载的 SMA 沥青道面轮辙特性分析

基于加速加载的 SMA 沥青道面轮辙特性分析

冉武平;邹益强;孔二春

【摘要】Accelerated loading test was carried outto study SMA pavement rut deformation charac-teristics under the condition of 60 ℃ at a military airport test section in East China ,which is two kinds of pavement structure.Rut deformation development characteristics of four kinds of pavement structures was contrastedand analyzed to explore the rut deformation value,deformation rate,deformation area and uplift deformation ratio of epoxy asphalt pavement structure.Test results show that rutting characteristics and law of development of two kinds of pavement structure has been caused by the different substratumof SMA pavement.Developing rutof two kinds of pavement structurecan be divided into three stages,but deforma-tion development speed and the value of SMA composite asphalt pavement is small than SMA semi-rigid base asphalt pavement.SMA semi-rigid base asphalt pavement rutting sag area is always greater than up-lift area,and SMA composite pavement rut sag area is greater than the uplift area in the early stage of the load,but uplift area is greater than the sag areaafter a certain number of times;For two kinds of pave-ment,uplift ratio is fluctuant at the beginning of the load and is stable in the subsequent loading.The final uplift ratio of SMA semi-rigid base asphalt pavementis suggestedfor 0.45,while the final uplift ratio of SMA composite asphalt pavementis suggestedfor 0.6.%对某军用机场试验段两种 SMA 道面结构在60℃条件下，展开加速加载试验，研究 SMA 道面轮辙

变形特性。通过两种结构道面轮辙变形发展特性对比分析，探究环氧沥青道面结构的轮辙变形值、变形速率、变形面积及隆起变形比例。试验结果表明，由于不同下卧层对沥青面层的应力状态影响，致使两种道面结构轮辙特性及发展规律明显不同；两种道面结构的轮辙发展可分为3个阶段，但 SMA 复合道面较 SMA 半刚性基层沥青道面变形发展速度和数值都小。SMA 半刚性基层沥青道面车辙凹陷面积始终都大于隆起面积，而 SMA 复合道面在加载前期，凹陷面积大于隆起面积，但加载到一定次数后隆起面积大于凹陷面积；隆起比例系数与道面结构有关，初期两种道面的隆起比例系数有所波动，但随后基本稳定。SMA 半刚性基层沥青道面的隆起比例系数的最终的建议取0．45，而 SMA 复合道面的隆起比例系数的最终的建议取0．6。

【期刊名称】《公路工程》

【年(卷),期】2016(041)004

【总页数】6页(P6-11)

【关键词】加速加载实验;道面轮辙;变形特性;隆起比例

【作者】冉武平;邹益强;孔二春

【作者单位】同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海 201804; 新疆大学，新疆乌鲁木齐 830047;同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海201804;新疆大学，新疆乌鲁木齐 830047

【正文语种】中文

【中图分类】U418.6+8

近些年来，随着飞机制造技术的迅猛发展，多轮、重载及其复杂起落架的大型特种飞机普遍投入使用，对机场道面的性能和品质提出了更高的要求。在自然环境和飞机荷载的高强度冲击与剪切作用下，水泥混凝土道面的时常出现边角断裂破碎、表面脱落与磨耗等引起的结构性与功能性病害，且修复较难，对机场的运行都造成重大安全隐患，并严重干扰了正常运营。迫切需要进行道面结构补强或功能恢复，以提高道面使用性能，延长使用寿命。同时实践证明，机场沥青混凝土道面具有平整、抗滑、舒适、减震等良好的使用性能和机械化施工程度高、工期短、养护方便等施工优点。因而柔性道面和复合道面已被国际很多大型民用机场所采用。

然而轮辙作为机场柔性道面结构和复合道面结构的主要损坏类型之一[1]，已引起

世界各国学者普遍关注，并进行了广泛的研究。美国SHRP对车辙的预估模型进

行了较深入的研究[2]，并在AASHTO 2002年设计指南列入了车辙设计指标[3]。欧洲Shell的设计方法也考虑了车辙预估问题。而在国内，胡萌、黄晓明[4]等以

路面不同层位的车辙贡献率为研究切入点，深入分析了车辙特性。孙立军[5]等通

过考虑亚层变形叠加效应，通过室内试验进行轮车辙预估。关宏信[6]等通过研制

车辙试件温度梯度控制系统，提出了考虑温度梯度的全厚式车辙试验方法并用于沥青面层结构的抗车辙性能检验。还有学者通过室内试验，考虑沥青混凝土粘弹性特性，建立蠕变模型，对沥青路面车辙进行数值模拟分析[7-9]。考虑到车辙研究涉

及非线性固体力学理论而成为路面工程研究的难点之一[10，11]。

鉴于此，本研究采用同济大学道路与交通工程教育部重点实验室的APT(加速加载)试验系统MLS66(Mobile Load Simulator 66)，通过现场足尺轮辙试验，对典型SMA半刚性基层沥青道面结构和SMA复合道面结构进行现场道面轮辙试验，从

而达到模拟设计重载交通和，分析和评估了沥青道面轮辙发展规律和特性

本次加速加载试验段为华东某军用机场，考虑今后机场建设和大中修的需求，在保持相同施工技术水平、工作环境、养护条件的情况下，试验段道面结构共做2种