[发明专利]一种刚柔复合式路面结构车辙的测试方法

说明书

本发明公开了一种刚柔复合式路面结构车辙的测试方法，通过汉堡车辙仪进行试验，试件为复合试件，试件置于汉堡车辙仪的试模内；复合试件从上至下依次由沥青混凝土面层、水泥混凝土面板、复合材料组成，沥青混凝土面层与水泥混凝土面板之间设置粘结层，试件由下至上成型；复合材料由橡胶粉、砂、单一粒径碎石组成，采用振动压实成型，用动三轴试验来测定复合材料的回弹模量，橡胶粉、砂、单一粒径碎石的配比由是否达到所需回弹模量值的95％～105％来确定；开始正常试验后，车辙深度达到20mm后试验结束；本发明的测试方法可为提升刚柔复合式路面结构的抗车辙设计和耐久性提供科学依据。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，涉及一种刚柔复合式路面结构车辙的测试方法。

背景技术

刚柔复合式路面通常指水泥混凝土路面加铺沥青面层后形成的复合式路面，车辙和裂缝是其主要病害，其中车辙严重影响刚柔复合式路面的使用性能，给行车带来极大的安全隐患。刚柔复合式路面与普通沥青路面在结构上有很大不同，传统的试验方法很难考虑刚柔复合式路面的结构特征而对其车辙进行科学评价。主要是传统的车辙试验大多是针对沥青路面的某一结构层制备试件，其试验结果反映的是该层材料的抗车辙性能，并不能代表沥青面层结构整体的抗车辙性能；其次，目前有少量的研究采用两层结构制备试件，但由于试验过程中试件是直接放置在试模内，试件底部为试模对试件的刚性支撑，而实际路面结构中沥青面层底部的并非完全是刚性支撑，如刚柔复合式路面这种复杂结构，沥青层底部由刚性的混凝土板、半刚性的水稳基层、刚度较小的土基共同支撑。

针对这些问题，有必要开发刚柔复合式路面结构车辙测试和评价方法，为提升刚柔复合式路面结构的抗车辙设计和耐久性提供科学依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对刚柔复合式路面这种复杂结构，研发一种刚柔复合式路面结构车辙的测试方法，科学合理地评价刚柔复合式路面整体结构的车辙，提升刚柔复合式路面结构的抗车辙设计和耐久性提供科学依据。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种刚柔复合式路面结构车辙的测试方法，其特征在于通过汉堡车辙仪进行试验，试件为复合试件，试件置于汉堡车辙仪的试模内；

所述复合试件，从上至下依次由沥青混凝土面层、水泥混凝土面板、复合材料组成，沥青混凝土面层与水泥混凝土面板之间设置粘结层，沥青混凝土面层厚度根据实际需要设置，水泥混凝土面板厚度为3cm，粘结层为洒布量1.4kg/m²的SBS改性沥青，试件由下至上成型，成型后切割成试验所需的尺寸；

所述复合材料由橡胶粉、砂、单一粒径碎石组成，最大粒径不超过2.36mm，厚度为3cm，采用振动压实成型，用动三轴试验来测定复合材料的回弹模量，橡胶粉、砂、单一粒径碎石的配比由是否达到所需回弹模量值的95％～105％来确定，所需回弹模量值的确定方法：用落锤式弯沉仪测试实体工程中水泥混凝土面板以下路面结构的表面弯沉，通过测试结果反算水泥混凝土面板以下路面结构各结构层的模量、绘制弯沉盆曲线，用ABAQUS有限元软件建立水泥混凝土面板以下路面结构的仿真模型，并模拟落锤式弯沉仪的测试过程，根据落锤式弯沉仪测试结果反算的各结构层模量和绘制的弯沉盆曲线对仿真模型进行修正，并利用落锤式弯沉仪的测试结果验证仿真模型的可靠性，再用ABAQUS有限元软件建立一个与复合材料试件尺寸相同的3维8结点正6面体缩减积分实体单元模型，模型的底部完全约束，在模型上施加与汉堡车辙试验轮载大小相同的705N的竖向力，并在此前建立的仿真模型上施加同样大小的竖向力，通过两个模型的最大竖向变形相等来确定复合材料所需回弹模量值。

试验步骤为：