冻融循环对沥青路面全厚度车辙影响的试验研究

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1、冻融循环对沥青路面全厚度车辙影响的试验研究 马光华1 2 昊瑞麟1 2 李向东k2 黄海燕3 刘意恒1 2 李浩1 2 ( 1 华巾科技大学土术工程与力举学院，武汉4 3 0 0 7 4 ：2 华中科技大学控制结构湖北省重点实 验宝，武汉4 3 0 0 7 4 ；3 渣石市城蕾建设投资歼焱公翊，黄稍4 3 5 0 0 0 ) 摘要：近贱筇全球气镟异常念阂许多地区球涨现氖明强。为研究冻融循环麓武汉地迸沥青踏酒酶影响程度， 分别对经历过0 、1 0 、2 0 、4 0 次冻融桶睇的沥街混凝土试件进行了潦融爝环试验研究燕礤溯寇- 试件的渤弹 性模摄朔蕊鬣掇必簿技术指椽。闷时瓣烃掰避0 ，1 0 、2

2、 0 、4 0 次冻融龋葺l = 次数的试件述挂垒簿度辈撤试验，得 出动稳定废聪嗣率辙潍澧肋髓踩黻循环次敫增细的变化规律。并划：述绪聚避行了分析。研究络浆表明：拣 融循琢慰沥裔路蔼车鞭的澎响不释忽规。 关键蠲：冻融循环，灏衡路潮：全蹲瘦攀辙：动弹性模锻：试骏研究 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nI n f l u e n c e o fF r e e z e - t h a wC y c l eo nT o t a l T h i c k n e s sA s p h a l tP a v e m e n t R u t t i n g M A G u a

3、 n g h u a l ”，W UR u i l i n l 2 L IX i a n g d o n g ”，H U A N GH a i y a n 3 ， L I UY i h e n g I 2 L IH a o 妣 ( 1 , S c h o o lo f C i v i lE n g i n e e r i n g & M e c h a n i c s ，H u az h o n gU n i v e r s i t y o r s c i e n c e T e c h n o l o g y ，W u h a n 4 3 0 0 7 4 ，C h i n a ： 2 H u

4、 B e iK e yL a b o r a t o r yo fC o n t r o lS t r u c t u r e ，H u a z l l o r I gU n i v e r s i t yo fS c i e n c e & T e c h n o l o g y ，W u h a n4 3 0 0 7 4 ，C h i n a ；3 。H u a n g s h iU r b a nC o n s t r u c t i o n I n v e s t m e n t D e v e l o p m e n tC o m p a n yL i m i t e d ，H u

5、a n g s h i4 3 5 0 0 0 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：T h eg l o b a lc l i m a t ei su n u s u a li nr e c e n ty e a r s ，a n dt h ep h e n o m e n o no ff r e e z i n ga n dt h a w i n g i so b v i o u si nm a n y 函e 俺so fC h i n a T os t u d yt h ei n f l u e T 时eo ff r e e z e t h a wc y c l eO

6、na s p h a l tp a v e m e n t o fW u h a l l ，t h ee x p e r i m e n t a ls t u d yo fa s p h a l tc o n c r e t es u f f e r i n gO , lO ，2 0 ，4 0f r e e z e - t h a wc y c l e sw e r e c a r r i e do u t ，a n dt h ed y n a m i cm o d u l u so fe l a s t i c i t ya n dt h ew e i g hl o s sW e r em

7、e a s u r e d 。T h r o u g ht h e t o t a lt h i c k n e s sr u t t i n gt e s t ss u f f e r i n g0 10 ，2 0 ，4 0f r e e z e - t h a we y c l e s ，t h ec h a n g er u l eo fd y n a m i c s t a b i l i t ya n dr u td e p t hb yf r e e z e t h a wc y c l ew a sf o u n d 。T 黾et e s t i n gr e s u l t s

8、w o r ed i s c u s s e d A c c o r d i n g t ot h et e s tr e s u l t s ，t h ei n f l u e n c eo ff r e e z e - t h a wc y c l eO i la s p h a l tr u t t i n gc a nn o tb ei g n o r e d K e y w o r d s ：f r e e z e - t h a wc y c l e ；a s p h a l tp a v e m e n t ：t o t a lt h i c k n e s sr u t t i

9、 n g ；d y n a m i cm o d u l u so f e l a s t i c i 秽：e x p e r i m e n t a ls t u d y 撼念项翻：湖北省戆设稽科技J | 9 l 网( 鄂建 2 蝴 2 1 z K 2 0 0 6 4 7 ) 捧豢简介：疑瑞麟。粥华t v ，聪媛太学卜枢| 羊i i 一学学院遵榜系，数援 l il ：d q x w t l 鳓鹂叭 1 前言 沥青路面车辙是湖北武汉簿这类夏季炎热地I 天公路以及城市道路种典型而又普遍的路丽病害形 式。围绕车辙的成因机瑚! 及防治措施问题，国内外卡廿爻J ：程技术研究人员作了大最的研究一【作，但

10、通常 部是针对I 社层材料结构来进行的“七心j 。华中科技大学挖制结构湖：I 匕省重点实验室棚关课题组2 0 0 2 年就提 出了在路面结构设计中成当控制全厚度毕辙的概念。，并H 往全厚度牟辙试萼：；! 试件控制方法”。、全厚度 车辙影I I f j 因素的盈著性问题“、以及影响仝厚度军辙荧键因素等方面作r 嵝探索性应J 1 1 ：| 的研究工作 取得了一些研究成果。 t h ：J ：近些年全球气鼷异常，2 0 0 8 年年初湖北、湖南、广五：等南方地区! l 现了5 0 年术遇的人驾冻 凇现躲十分m j 显，对沏脊混凝上进行冻融循环后的性能分析姓得十分必要。 本文是在上述研究】：作的旗础上依

11、托湖北省建设厅科技项l 二I ( 鄂建 2 0 0 6 2l2 K 2 0 0 t 7 ) 。针对武 汉市三环线武黄高速公路共线段采J f J 的沥青加铺结构。就冻融循环对沥青路面结构全厚度牟辙的影响进行 研究，试件冻融次数分别为0 、1 0 、2 0 、一1 0 次，研究分析r 动弹性模量、质最损失、全厚度车辙动稳定艘 D S 、车辙深度R D 之间的棚甄关系。 2 试验设计与试验 2 1 冻融次数和温度标准 水泥滟凝土抗冻性试验方法中挺到冻磁试验到达以F 五种情况的任何种时即可停l l = 试验： I 冻融至3 0 0 循环 2 试件的柽I 对动弹性模景下降至6 0 _ 以一F 。 3 试

12、件的质量损失率达5 。 沥脊泓凝土豁咖豹设计使J H 年限一般为I O 1 5 印，樾铤武汉地区的气f 噱特点，估计在这期洲町能发 生的的冻融循环次数最多为4 0 次故选择冻融循环次数_ f 二I ；6 1 为4 0 次。 本次试验主婴针对武汉地区气候：I 尺况进行的。武汉属北诬热带湿润气候，1 月份平均气温为4 3 ， 为便于控f | i 9 ，敞选择温度上瞅为4 5 X 。撤据溉青村料路J f j 性能的气候分隧，冬冷区年u 冬滥I 基的分羿温 J 笪为一9 。为使该试验对其他地匿【也有借鉴意义选择。卜I 限为一9 “ C 。 2 2 试件制作及快速冻融方法 出于没有关于沥青混凝土的冻融循

13、环的试验规程因此试验1 1 】j 三要参考水跳滟凝：= l 二的栩火试验规程。 试件制作好后2 d 拆模，博将试件在珏矗艘为1 5 2 0 的水中浸泡4 d ；试验的冻融方法按照J T f , E 3 0 2 0 0 5 公路I ：程水泥及水泥混凝土试验规程。”小水泥混凝上抗冻性能试验方法( 快冻法) 进行。全厚度车 辙试验试件的尺寸为3 0 0 m 3 X 3 0 0 删n 1 5 0 m m ；用】：测定动弹性模量和质最损失试件尺寸为l O O n 帅Xl O O m m 3 0 0 J m 。试件图片如图1 所示。 一一 图1 试件图片 ， 捷速冻敲试验在湿凝快速冻融试验概巾避嚣。为了瓣

14、陡分赞，实验獠畿簇嚣次数势潮取0 、1 0 、 2 0 、O 次，部种冻融鞭邵次数F ，鬣少试骏3 个试件。溺发现实骏结果离散链鞍穴时，遗筠增菔l ”r 试件 数列以求数据的究熬、准确。 2 。3 车辙试验条体 本次试骏旒缚种冻黻瓣环次数鳞柬麝分别做r 拟定巍；| ! i 诲继构艨全麟艘军辙试验试黥j f f 裁为0 7 M P a 试验泌度为鳓，每鳃试佟连续测试l l 雩翔秀5 d , 时。全蟛度辈辙试骢对黎烫威没谗三环线斌黄蕊逵袋赣懿 线段采潮的溺鬻瓣镝镪构，冀紊螫路黼熬构鼷轴嘏楚袭l 。 裘1 设计路面结构膘( 1 5 c m ) 2 。4 试验缄栗 蕊妻器黻一i 3 蘩耋覆袋( d ，

15、辫舔嚣 冉c 一躺掇巾灏艨( 7 m 石妖楷， A c q O l 谴警壤，4 c 舔裴袈， 拨试黢设计思想，姆动弹性横掇、蕊镦捌必等试骏警稃，分潮傲_ f 冻融次数为0 、l0 、2 0 、4 0 捩时 的垒謦度率辙试验，综念然紧魁表2 。霉辙试骏l 赶线冕圈2 。 寝26 0 、o 7 M 阳轮服F 全黔艘1 5 c 眦率葺敷试骏结聚 壤耀次数捩 O l 嵇2 04 0 D s 次撕 6 6 3 05 9 04 6 3 23 5 2 3 R D f 呲2 1 7 72 4 7 52 7 3 42 9 3 7 麓襻瞧骥繁尚鼢 2 2 7 32 2 3 42 l 孽S2 1 6 矧对动弹性檬黼

16、l o o 9 8 3 9 6 。6 9 S 7 熊余矮簸g 7 3 1 87 3 3 77 3 4 2 7 3 豳20 。7 U P a 、6 0 “ C 时举溺冻融镊环次数下黉搿隧瓣阀蜜纯圈 3 试验数据分析 国圈l 回戳瓣出，车辙囊形隧漪时闻魏增翩谳穗翻。冻融次数越雾，燮影越夭。魏瓣二阏潮谢鼹蔽 绺构，冻融敞数越多，懿趑游期的变形速帛( 切线斜率) 较，火。3 小时以膈几乎麓线性变化，变化趋豁郝比 较稳定鼠栩蒺不犬。将淡2 的试骏继鬃绘成辍方图( 冕蹋3 和圈4 ) + 罐以廷拥溥楚缝“：r 群焱冻融循鞴像嬲 3 下。翡稳寇度釉霉辗潆度隧冻融蘸臻狻数竣变戆变氇趋势。 豳30 7 M P a 、时随猿融次觳变袍圈 雕J _ t J 一：I 圈40 捌p a ，8 0 时的随冻融循环次数变纯翻 转