劉志勝，楊 帆，劉力源，2

(1.同濟(jì)大學(xué) 道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201804；2.山西交通控股集團(tuán)有限公司，太原 030002)

0 引言

半剛性基層瀝青路面是我們?yōu)r青路面的主要結(jié)構(gòu)形式，其較高的承載力是應(yīng)用推廣的關(guān)鍵原因。然而，半剛性瀝青路面自身的缺陷-反射裂縫頻發(fā)，已成為限制瀝青路面性能提升的瓶頸[1-2]。為此，關(guān)于半剛性基層的材料研發(fā)、施工裝備提升、控制指標(biāo)優(yōu)化等系列研究在國(guó)內(nèi)非常流行[3-7]。但是，國(guó)內(nèi)并沒(méi)有成熟的路面抗裂性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，導(dǎo)致其設(shè)計(jì)參數(shù)不能準(zhǔn)確地反映材料與結(jié)構(gòu)真實(shí)的路用性能，其材料在未達(dá)到使用壽命時(shí)就發(fā)生了開(kāi)裂破壞，造成了嚴(yán)重的浪費(fèi)。美國(guó)伊利諾伊州大學(xué)于20世紀(jì)90年代針對(duì)復(fù)合夾層類材料(高分子聚合物抗裂貼,簡(jiǎn)稱“ISAC”)研發(fā)了“ISAC抵抗反射裂縫模擬試驗(yàn)裝置”，可在環(huán)境溫度-1 ℃狀態(tài)下，對(duì)該材料在瀝青路面中的抗裂性能進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)[8]。美國(guó)德克薩斯州交通委員會(huì)研發(fā)了“Overlay Tester路面抗裂性能測(cè)試儀”，通過(guò)測(cè)算試件破壞時(shí)的循環(huán)次數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)瀝青混合料的抗裂性能[9]。比利時(shí)國(guó)家道路研究中心，研發(fā)了“水泥混凝土面板加鋪層模擬試驗(yàn)裝置”，可在環(huán)境溫度-5 ℃狀態(tài)下，通過(guò)對(duì)混凝土面板裂縫的張開(kāi)和閉合的循環(huán)作用，對(duì)不同的抗裂夾層體系的抗裂性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。瑞士研究人員研發(fā)了“瀝青路面溫度拉裂模擬試驗(yàn)裝置”。在環(huán)境溫度-10 ℃狀態(tài)下，對(duì)玻璃纖維織物+SBS粘層和格柵類材料[10]的抗裂性能進(jìn)行了循環(huán)加載試驗(yàn)。荷蘭研究人員研發(fā)了瀝青路面溫度拉裂模擬試驗(yàn)裝置。在環(huán)境溫度0 ℃、20 ℃狀態(tài)下，對(duì)用于橋面應(yīng)力吸收薄層(EAV改性瀝青粘層)的抗裂性能進(jìn)行慢拉、疲勞、快拉和溫縮模擬試驗(yàn)，可對(duì)該材料的抗裂性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。英國(guó)Cooper公司研發(fā)了一種“CRT-TOT德克薩斯路面抗裂性能測(cè)試儀”，用于模擬板塊聯(lián)接處或者裂隙附近的膨脹和收縮運(yùn)動(dòng)。綜上所述，國(guó)內(nèi)在半剛性基層瀝青路面方面沒(méi)有專門(mén)的測(cè)試系統(tǒng)。

為通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)瀝青路面抗裂性能進(jìn)行模擬研究，以及對(duì)同類材料性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，亟需開(kāi)發(fā)瀝青路面抗裂性能評(píng)價(jià)設(shè)備。本文深入分析抗裂材料試驗(yàn)儀的工作機(jī)理，采用設(shè)計(jì)方法學(xué)對(duì)瀝青路面抗裂測(cè)試設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立瀝青路面抗裂測(cè)試設(shè)備的要求明細(xì)，并根據(jù)CAD輔助構(gòu)建功能結(jié)構(gòu)圖、整體構(gòu)造，最后結(jié)合設(shè)備功能開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)輔助操作系統(tǒng)，方便試驗(yàn)的操作，為半剛性基層瀝青路面的抗裂性研究提供技術(shù)支撐。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

半剛性基層瀝青路面出現(xiàn)反射裂縫的原因主要為，瀝青混凝土面層在壽命期內(nèi)反復(fù)承受的車輛荷載和溫度荷載[11-12]。在施工階段，半剛性基層主要承受溫濕度荷載應(yīng)力而發(fā)生破壞，但在施工完成后，基層溫度變化梯度降低，并且瀝青混凝土具有一定的流變性能，溫度變化對(duì)基層的影響相對(duì)較小。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，主要考慮初期的溫濕度荷載作用下的開(kāi)裂破壞，以及后期在基層接縫位置處荷載作用下的開(kāi)裂破壞。

1.1 施工初期

基層材料受溫濕度荷載作用主要包括3種：

1)基層濕度變化引起的干縮；

2)基層由于水化熱內(nèi)部升溫與外部散熱導(dǎo)致的溫度梯度引起的翹曲；

3)晝夜溫差引起的橫向溫縮。

這3種溫濕度引起的結(jié)構(gòu)變形主要包括橫向位移和縱向翹曲，而這種翹曲應(yīng)力在基層開(kāi)裂之前較為顯著，開(kāi)裂之后由于基層板塊的縮小而明顯減小。因此，在模擬基層開(kāi)裂對(duì)面層反射裂縫的研究中假設(shè)只有水平方向的位移對(duì)基層裂縫影響，故通過(guò)基層底部的橫向位移替代溫濕度環(huán)境引起的應(yīng)力。如圖1所示。

圖1 溫濕度應(yīng)力模型

1.2 運(yùn)營(yíng)期間

瀝青面層所受的應(yīng)力主要來(lái)源包括兩種：

1)機(jī)動(dòng)車荷載作用引起的剪應(yīng)力，以及結(jié)構(gòu)層底的拉應(yīng)力；

2)環(huán)境溫度變化引起的溫縮作用。

隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的增長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的溫濕度環(huán)境基本穩(wěn)定，加上瀝青材料的彈塑性特征，環(huán)境溫濕度應(yīng)力相對(duì)于荷載應(yīng)力極為微小。因此，荷載的豎向作用引起的荷載應(yīng)力為主要控制因素。故在運(yùn)營(yíng)期間，假設(shè)只有豎向的位移對(duì)面層裂縫反射有影響。如圖2所示。

圖2 荷載應(yīng)力模型

為保證瀝青面層反射裂縫的規(guī)律性，在基層接縫的兩側(cè)，設(shè)置豎向位移以模擬車輛荷載作用引起的剪切作用。同時(shí)，從施工期間模擬的基層開(kāi)裂為起點(diǎn)，使得在試驗(yàn)過(guò)程中考慮到基層開(kāi)裂后的傳荷能力。

1.3 基于應(yīng)變特征的設(shè)計(jì)參數(shù)

本文根據(jù)已有研究基礎(chǔ)，基于應(yīng)變特征提出以橫向、縱向疲勞次數(shù)作為設(shè)計(jì)參數(shù)的測(cè)試系統(tǒng)。

2 測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 功能設(shè)計(jì)

根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)原理與模擬方法，建立其總功能黑箱如圖3所示。

圖3 總功能示意圖

并將總功能進(jìn)行分解為如下的分功能：

1)試件部分：按照規(guī)定的方法成型試件，并安置到指定位置。

2)計(jì)算機(jī)部分：設(shè)置程序，對(duì)試件進(jìn)行加載。

3)驅(qū)動(dòng)部分：通過(guò)驅(qū)動(dòng)能量控制信號(hào)，及時(shí)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)力、頻率與位移的范圍。

4)記錄部分：借助計(jì)算機(jī)分別記錄不同加載模式的測(cè)試結(jié)果?？刂坪奢d模式下：選取最終荷載幅度值、疲勞次數(shù)；控制位移模式下：選取最終荷載值、疲勞次數(shù)。

集成4項(xiàng)分功能，構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，如圖4所示。

圖4 總功能結(jié)構(gòu)圖

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

2.2.1 模擬基層開(kāi)裂構(gòu)造設(shè)計(jì)

要實(shí)現(xiàn)上述施工初期基層的開(kāi)裂模擬，需要一個(gè)水平方向的荷載，其結(jié)構(gòu)原理如圖5所示。

圖5 水平位移引起基層開(kāi)裂示意圖

借助水平活動(dòng)端模擬溫濕度作用下基層產(chǎn)生的應(yīng)力，水平力往復(fù)的作用，系統(tǒng)主要控制量關(guān)鍵技術(shù)為：

1)固定端、活動(dòng)端對(duì)基層的固定構(gòu)造：在對(duì)基層底部進(jìn)行水平位移過(guò)程中，由于基層底部受摩擦力而表層不受力，導(dǎo)致力學(xué)失衡而發(fā)生翹曲，這與實(shí)際受力狀態(tài)不服。因此，必須在頂部增加固定設(shè)施。

2)固定端、活動(dòng)端的預(yù)留接縫寬度：為了使的基層開(kāi)裂位置更加有規(guī)律性，進(jìn)而確保瀝青層開(kāi)裂位置不偏差太遠(yuǎn)，在活動(dòng)端和固定段中間設(shè)置接縫，接縫的寬度對(duì)基層開(kāi)裂時(shí)機(jī)有重要的影響。

3)活動(dòng)端的位移大小范圍：活動(dòng)端的位移大小，由路面服役環(huán)境確定，其活動(dòng)位移值對(duì)于由于溫濕度疲勞引起的開(kāi)裂時(shí)機(jī)有明顯的影響。

4)活動(dòng)端的位移頻率、荷載范圍：活動(dòng)端的位移頻率和荷載大小，根據(jù)工程環(huán)境確定，位移頻率和荷載大小對(duì)于基層開(kāi)裂時(shí)機(jī)與裂縫擴(kuò)展都有重要的影響。

5)基層開(kāi)裂識(shí)別方法：裂縫識(shí)別根據(jù)活動(dòng)端受力為依據(jù)，當(dāng)活動(dòng)端拉力有下降趨勢(shì)時(shí)，其起點(diǎn)定義為基層開(kāi)裂，當(dāng)拉力接近最大拉力N%時(shí)，認(rèn)為基層裂縫貫通。

2.2.2 模擬面層開(kāi)裂構(gòu)造設(shè)計(jì)

要實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)營(yíng)期間，瀝青面層的開(kāi)裂模擬，需要一個(gè)豎直方向的荷載，其結(jié)構(gòu)原理如圖6所示。

圖6 豎向位移引起面層開(kāi)裂示意圖

借助豎向活動(dòng)端模擬荷載作用下瀝青面層產(chǎn)生的應(yīng)力，豎向力往復(fù)的作用，使得面層最終在基層裂縫附近開(kāi)裂。系統(tǒng)主要控制量關(guān)鍵技術(shù)為：

1)活動(dòng)端的位移大小范圍：活動(dòng)端的位移大小，由路面的交通條件確定，其活動(dòng)位移值對(duì)于由于荷載疲勞引起的開(kāi)裂時(shí)機(jī)，以及裂縫擴(kuò)展有明顯的影響。

2)活動(dòng)端的位移頻率、荷載范圍：活動(dòng)端的位移頻率和荷載大小，根據(jù)交通條件確定，位移頻率和荷載大小對(duì)于基層開(kāi)裂時(shí)機(jī)與裂縫擴(kuò)展都有重要的影響。

3)面層開(kāi)裂識(shí)別方法：裂縫識(shí)別根據(jù)活動(dòng)端受力為依據(jù)，當(dāng)活動(dòng)端豎向壓力有下降趨勢(shì)時(shí)，其起點(diǎn)定義為瀝青層開(kāi)裂；當(dāng)豎向壓力為最大值的Y%時(shí)，認(rèn)為瀝青層裂縫貫通。

2.3 結(jié)構(gòu)整體構(gòu)造設(shè)計(jì)

抗裂測(cè)試系統(tǒng)所有任務(wù)按優(yōu)先次序可以分為必需要求、次級(jí)要求和附加要求三大類。其中，必需要求為產(chǎn)品的主要功能，這是必須滿足的要求；次級(jí)要求反映了產(chǎn)品的次級(jí)功能，可以適當(dāng)進(jìn)行取舍；附加要求反映了產(chǎn)品的輔助功能，在條件允許的情況下應(yīng)盡量滿足的要求[13-14]。要實(shí)現(xiàn)上述要求，需具備以下構(gòu)件：

1)固定承載臺(tái)-1：提供測(cè)試所需的平臺(tái)；

2)水平活動(dòng)夾具-2：承載試件，提供水平位移的空間，控制裂縫寬度；

3)豎向活動(dòng)夾具-3：承載試件，提供豎向位移的空間；

4)試件基層-4：為模擬基層裂縫傳荷能力提供條件；

5)試件面層-5：抗裂設(shè)備的主要研究對(duì)象；

6)水平驅(qū)動(dòng)-6：為水平活動(dòng)夾具提供動(dòng)力，控制水平運(yùn)動(dòng)的頻率、幅度、強(qiáng)度；

7)豎向驅(qū)動(dòng)-7：為豎向活動(dòng)夾具提供動(dòng)力，控制豎向運(yùn)動(dòng)的頻率、幅度、強(qiáng)度；

8)定位夾具-8：固定試件，確保在水平、豎向位移過(guò)程中不發(fā)生翹曲，脫空等；

9)溫控裝置-9：包括加熱管、壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流元件、蒸發(fā)器以及溫度調(diào)節(jié)器。

還包括相關(guān)的電動(dòng)機(jī)、導(dǎo)軌等，整體構(gòu)造結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 整體構(gòu)造結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

抗裂測(cè)試系統(tǒng)的工作原理是：試件基層的一半固定到水平活動(dòng)夾具上，另一半固定到豎向活動(dòng)夾具上，夾層與面層材料鋪到基層上，由定位夾具使其固定到各自的位置。液壓泵使其中基層的一半做豎向位移，而另一半保持靜止，力學(xué)特點(diǎn)分析，這就是面層在間隙處受到剪切作用，位移傳感器測(cè)試結(jié)構(gòu)的剪切變形量。通過(guò)液壓泵的重復(fù)作用，使面層重復(fù)的受到剪切作用，從剪切破壞次數(shù)，位移量來(lái)評(píng)價(jià)面層材料的抗剪切性能。承載臺(tái)、拉伸裝置及夾具如圖8、圖9所示。

圖8 承載臺(tái)及拉伸裝置三維視圖

圖9 試件夾具三維視圖

2.4 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)

抗裂測(cè)試系統(tǒng)的水平拉拔開(kāi)裂、豎向剪切開(kāi)裂，都屬于材料的疲勞破壞，在模擬疲勞的過(guò)程就需要一個(gè)往復(fù)的構(gòu)件，其主要包括：電動(dòng)缸、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)軸支座、導(dǎo)軌等，具體構(gòu)造如圖10、圖11所示。

圖10 水平驅(qū)動(dòng)細(xì)部構(gòu)造結(jié)構(gòu)平面圖

圖11 豎向驅(qū)動(dòng)細(xì)部構(gòu)造結(jié)構(gòu)圖

1)水平電動(dòng)缸-9：水平活動(dòng)夾具提供動(dòng)力，控制水平力大小、頻率、幅度。

2)傳動(dòng)軸-10：傳遞電動(dòng)缸的荷載，確保動(dòng)力由于角度、磨損等造成的精度降低時(shí)順利傳遞荷載。

3)傳動(dòng)軸支座-11：固定傳動(dòng)軸的方位。

4)導(dǎo)軌-12：水平活動(dòng)夾具提供固定的水平位移方向。

5)豎向電動(dòng)缸-13：豎向活動(dòng)夾具提供動(dòng)力，控制水平力大小、頻率、幅度。

6)傳動(dòng)軸支座-14：固定豎向電動(dòng)缸的方位。

3 測(cè)試系統(tǒng)控制模式設(shè)計(jì)

目前疲勞試驗(yàn)控制模式主要有控制應(yīng)力加載和控制應(yīng)變加載兩種模式。選用不同加載控制模式對(duì)疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響很大，選用合適的加載控制模式對(duì)瀝青路面疲勞方程的建立至關(guān)重要。故采用有限軟件分析不同加載模式下瀝青層底應(yīng)力及應(yīng)變的敏感程度，確定抗裂測(cè)試系統(tǒng)加載模式。

3.1 計(jì)算參數(shù)

為了驗(yàn)證兩種加載控制模式各自的適用條件，采用ABAQUS對(duì)國(guó)內(nèi)典型的半剛性基層路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行響應(yīng)計(jì)算，假設(shè)瀝青層與半剛性基層之間為光滑接觸的最不利滑動(dòng)狀態(tài)，分別計(jì)算瀝青層不同厚度的層底的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變隨材料模量衰變的變化率，并最終確定不同厚度瀝青面層最合理的疲勞試驗(yàn)加載控制模式。

荷載采標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100，當(dāng)量圓半徑R= 10.65 cm，胎壓為0.7 MPa。按瀝青層模量10%衰減進(jìn)行瀝青層層底彎拉應(yīng)力和應(yīng)變計(jì)算。應(yīng)力應(yīng)變變化率計(jì)算公式如下所示：

式中，Δσ和Δε為彎拉應(yīng)力、彎拉應(yīng)變的變化率(%)；

σ8000和ε8000為面層初始勁度模量8 000 MPa時(shí)對(duì)應(yīng)的彎拉應(yīng)力和彎拉應(yīng)變；

σi和εi為模量衰減過(guò)程中對(duì)應(yīng)的彎拉應(yīng)力和彎拉應(yīng)變。

3.2 不同面層厚度層底應(yīng)力和應(yīng)變變化率

不同路面結(jié)構(gòu)厚度及模量下層底應(yīng)力變化率和應(yīng)變變化率計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 層底應(yīng)力變化率和應(yīng)變變化率計(jì)算結(jié)果

由表1可知：

1)當(dāng)瀝青面層厚度<15 cm時(shí)，在瀝青層模量衰減過(guò)程中應(yīng)力變化率要明顯大于應(yīng)變變化率。此時(shí)瀝青層不是路面結(jié)構(gòu)主要承重層，瀝青層層底應(yīng)變受主要取決于基層承重層，受本身模量衰減影響較小，因此在疲勞過(guò)程中應(yīng)變變化較小。

2)當(dāng)瀝青面層厚度大于15 cm時(shí)，應(yīng)變變化率明顯大于應(yīng)力變化率。此時(shí)瀝青層為路面結(jié)構(gòu)中主要承重層，隨材料的逐漸衰變，應(yīng)變?cè)絹?lái)越大，但由于面層較厚，應(yīng)力變化不大。

抗裂測(cè)試系統(tǒng)主要針對(duì)半剛性基層瀝青路面材料，試驗(yàn)儀試件采用的瀝青層層厚一般小于15 cm，荷載重復(fù)作用使面層應(yīng)力增長(zhǎng)較快，以致最后迅速增大而出現(xiàn)路面破裂，這一過(guò)程比較符合應(yīng)變控制模式，因此試驗(yàn)儀采用應(yīng)變控制模式，即采用水平和豎向位移作為控制量進(jìn)行試驗(yàn)。

3.3 加載方式及參數(shù)確定

3.3.1 水平加載參數(shù)

半剛性基層材料的線膨脹系數(shù)受集料、配合比、外加劑、齡期、測(cè)定環(huán)境、冷熱循環(huán)等因素的影響較大，不同路段的線膨脹系數(shù)各不相同，通過(guò)調(diào)查不同集料類型水泥穩(wěn)定碎石的線膨脹系數(shù)，來(lái)確定水平拉伸位移。具體調(diào)查結(jié)果如表2所示。

表2 不同集料類型膠凝材料膨脹系數(shù)

由表2可知：

1)不同集料類型的水泥穩(wěn)定碎石的線膨脹系數(shù)分布在4.76×10-6/℃和12.1×10-6/℃之間，參照《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40-2011)規(guī)定水泥混凝土板的間距為4～6 m，以ΔT=15 ℃、混凝土面板長(zhǎng)度4.5 m為例進(jìn)行計(jì)算，水泥穩(wěn)定碎石板塊的溫縮變形幅度介于0.321 3～0.816 75 mm之間，因此試驗(yàn)儀水平位移0～2 mm的設(shè)置范圍完全滿足使用要求。

2)在試驗(yàn)過(guò)程中推薦橫向拉伸最大位移設(shè)置為0.635 mm，在環(huán)境溫度25 ℃條件下，恒定的開(kāi)口距離，其水平位移與裂縫間距為4.5 m的普通水泥混凝土路面經(jīng)過(guò)15 ℃的溫度變化后的位移量相當(dāng)。

3.3.2 豎向剪切參數(shù)

為簡(jiǎn)化計(jì)算，系統(tǒng)調(diào)查了河南省內(nèi)半剛性基層瀝青路面的彎沉值，具體如表3所示。

表3 河南省高速公路彎沉值調(diào)查結(jié)果

由表3可知，半剛性基層路面的彎沉值均在4～10(0.01 mm)之間，且主要集中于7(0.01 mm)附近。因此，試驗(yàn)儀的豎向剪切變形范圍控制在0～1 mm之間完全滿足正常使用要求。

3.3.3 試驗(yàn)儀其他參數(shù)確定

試驗(yàn)儀內(nèi)部設(shè)置有溫控裝置，溫控范圍為0～60 ℃，正常試驗(yàn)條件下一般設(shè)置為25 ℃，試驗(yàn)儀的加載周期10 s一個(gè)周期，荷載形式采用循環(huán)的正弦三角形位移波紋，且最大位移恒定不變。

4 計(jì)算機(jī)輔助操作

根據(jù)儀器的工作原理、檢驗(yàn)指標(biāo)，開(kāi)發(fā)與儀器匹配的計(jì)算機(jī)輔助操作系統(tǒng)。

4.1 工作流程設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助操作系統(tǒng)主要由溫控系統(tǒng)、橫向拉伸系統(tǒng)及豎向剪切系統(tǒng)三大系統(tǒng)組成，可以通過(guò)控制程序選擇位移變化三角波形的周期和振幅，試驗(yàn)時(shí)間、循環(huán)次數(shù)、應(yīng)力、位移、溫度等數(shù)據(jù)都會(huì)被自動(dòng)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)采集的最小時(shí)間間隔為0.1 s。其工作流程和控制流程如圖12～13所示。

圖12 軟件工作流程圖

圖13 控制系統(tǒng)流程圖

4.2 操作界面設(shè)計(jì)

如圖14所示，計(jì)算機(jī)輔助操作系統(tǒng)打開(kāi)后，顯示主界面，主要有新建、打開(kāi)、保存、溫度設(shè)置、橫向拉伸設(shè)置、豎向剪切設(shè)置、溫控開(kāi)始、試驗(yàn)開(kāi)啟、暫停等功能按鈕以及顯示界面文本輸入框。

5 試驗(yàn)結(jié)果與分析

為驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)的試驗(yàn)效果，對(duì)3種不同結(jié)構(gòu)組合的瀝青路面進(jìn)行抗裂性能測(cè)試。3種路面結(jié)構(gòu)組合如表4所示。

表4 不同類型路面面層結(jié)構(gòu)

分別進(jìn)行單獨(dú)橫向應(yīng)變、縱向應(yīng)變和復(fù)合應(yīng)變3種工況測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

表5 抗裂測(cè)試系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果 次

結(jié)果表明，橫縱向應(yīng)變作用復(fù)合耦合時(shí)(溫度應(yīng)力和荷載應(yīng)力耦合作用)，3種結(jié)構(gòu)的路面抗裂性能均顯著低于單獨(dú)橫向或縱向應(yīng)變條件下的抗裂性能，測(cè)試系統(tǒng)可有效模擬道路路面材料在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的力學(xué)狀態(tài)。

6 結(jié)束語(yǔ)

基于半剛性基層瀝青路面開(kāi)裂機(jī)理，采用設(shè)計(jì)方法學(xué)對(duì)半剛性基層瀝青路面抗裂測(cè)試系統(tǒng)了進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立了測(cè)試系統(tǒng)的要求明細(xì)，并構(gòu)建了功能結(jié)構(gòu)圖、整體構(gòu)造，基于層底應(yīng)力敏感性分析確定了測(cè)試的控制模式及參數(shù)范圍，依據(jù)儀器的工作原理、檢驗(yàn)指標(biāo)，進(jìn)行了溫控系統(tǒng)、橫向拉伸系統(tǒng)、豎向剪切系統(tǒng)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)與儀器匹配的計(jì)算機(jī)輔助分析軟件并進(jìn)行測(cè)試。