钢桥面沥青混合料铺装应变动态响应实测研究

掌握钢桥面沥青混合料铺装层在车载作用下的真实力学特性对桥面铺装体系设计有重要意义,而现阶段现场桥面铺装层的力学实测数据仍偏少,尤其缺乏对铺装层不同温度下服役时力学特性的长期监测。为此,该研究对钢桥面双层SMA混合料铺装进行现场实桥加载试验,实测铺装层在低温、中温、高温3种服役温度下的应变响应数据。试验结果表明,钢桥梯形肋正上方铺装层混合料在中低温服役状态下主要承受压应变的作用,而在高温服役时则主要承受拉应变的作用;动载作用过程中铺装层底纵向应变会出现拉压应变交替作用的现象,而横向应变只体现为拉应变或压应变的形式;加载车行驶速度对混合料的应变极值均有明显的影响,加载车低速行驶时混合料层底横向及纵向变形最为显著。同时,研究利用加载试验中铺装层应变响应时程曲线,计算不同加载状态下混合料对应的加载频率数值,计算结果可为钢桥面铺装混合料室内试验中加载频率参数的确定提供参考。     

沥青混合料动态压-拉双模量及其在路面响应分析中的应用

沥青混合料层模量是沥青路面响应分析的必备参数,其数值的准确性关乎路面设计结果的可靠性。受骨料嵌挤作用的影响,沥青混合料在承受压应力与拉应力时模量表现不同。文章旨在从双模量的角度分析沥青混合料的动态压-拉模量特征,并将压-拉双模量用于路面响应预测,探讨双模量体系下的路面响应特点。首先,基于双模量框架下的有限元模型,建立间接拉伸试验中沥青混合料压 拉双模量、泊松比的计算方法;其次,以一种密级配混合料(AC-13)为例,分析沥青混合料在不同温度与加载频率下动态压-拉双模量、压-拉泊松比与单模量、单泊松之间的差异性;最后,将所确定的压 拉模量及泊松比用于路面沥青层力学响应预测,并与现有的单模量体系下的预测结果进行对比,分析单、双模量两类体系下路面力学响应的特点及其联系。研究表明,AC-13混合料压模量主曲线在全频域内均明显高于拉模量主曲线;单模量体系计算的模量主曲线更接近于压模量主曲线,且所计算的泊松比在中高温时失效;混合料压 拉模量比值分布在1.6～4.0,随温度升高而升高。与双模量体系下路面响应计算结果相比,现有单模量体系模型低估了柔性路面沥青层应变响应及柔性/半刚性路面沥青层的最大剪应力响应,而弯沉响应计算结果具有较好的一致性。研究成果可为考虑材料压、拉模量差异性的路面设计提供参考。     

沥青混合料铺装层现场模量探究-以钢桥面铺装为例

沥青混合料铺装层在荷载作用下的力学响应为铺装体系的设计提供必要的指导,在铺装层力学响应的计算中,各层模量是一个重要的输入参数。过往研究中,研究人员主要通过室内试验的方法确定铺装层混合料的模量值,但忽略了混合料的室内试验模量值与其现场模量值可能存在的偏差。针对以上问题,文章以一处钢桥面铺装工程为例,介绍一种确定沥青混合料铺装层现场模量主曲线的方法：基于不同加载工况下铺装层底部的应变实测数据,利用有限元模型对铺装层混合料的现场模量进行反算,拟合得到相应的混合料现场模量主曲线并验证其适用性。此外,将反算得到的混合料现场模量与其室内试验模量进行对比,分析两类模量之间的差异性。研究结果表明,反算得到的铺装层混合料的现场模量在不同加载工况下变化显著,其数值随加载温度的增加而减小,随加载频率的增加而增大,表现出黏弹性的特征;利用不同加载工况下的混合料现场模量值可以较好地拟合得到混合料的现场模量主曲线,且该模量主曲线经过验证后证明有效。对比铺装层混合料的单轴压缩试验模量与现场模量发现：混合料的室内模量值与现场模量值在不同加载工况下并不完全匹配,其现场模量值普遍要小于对应的室内压缩模量值;两类模量对应的模量主曲线之间也有较大偏差,在加载频率较高或较低时,主曲线间的偏差更为显著;可采用幂函数对两类混合料的室内模量进行修正,使修正后的室内模量能够反映铺装层混合料的现场模量特征。