聶憶華,鐘世雄,毛 惺,劉福財(cái),肖 敏

(1.湖南科技大學(xué) 土木工程學(xué)院,湖南 湘潭 411201;2.廣東蓋特奇新材料科技有限公司,廣東 清遠(yuǎn) 511600)

超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC),以超高強(qiáng)度、韌性和耐久性為特征,成為實(shí)現(xiàn)水泥基材料性能大跨越的新體系[1,2]。UHPC因其高成本,目前主要用于輕型混凝土結(jié)構(gòu)或加固工程中,而道路工程結(jié)構(gòu)中僅在鋼橋面鋪裝瀝青路面有成功應(yīng)用[3,4]。UHPC-AC復(fù)合路面結(jié)構(gòu)是將UHPC的超高性能與瀝青混凝土 (asphalt concrete,AC)行車舒適性相結(jié)合的一種新型復(fù)合式路面結(jié)構(gòu),UHPC作為下面層主要起承重作用,表面AC層則作為功能層。該結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度高、壽命長、厚度薄、施工快,將是高等級道路路面結(jié)構(gòu)發(fā)展方向之一。復(fù)合路面結(jié)構(gòu)關(guān)鍵破壞之一是瀝青層剪切破壞,然而目前有關(guān)復(fù)合路面剪應(yīng)力研究尚不多。

劉朝暉等[5-6]研究了CRC-AC連續(xù)配筋混凝土與瀝青混凝土復(fù)合式路面,用Bisar3.0軟件對標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下該復(fù)合式路面的剪應(yīng)力進(jìn)行了計(jì)算分析,研發(fā)了一套CRC-AC室內(nèi)壓剪試驗(yàn)裝置及方法。申愛琴、王選倉等[7-8]開展了普通水泥混凝土下面層加鋪瀝青混凝土長壽命路面結(jié)構(gòu)探索,利用路面層間材料多功能剪切儀,特別就層間不同接觸狀態(tài)及路面結(jié)構(gòu)參數(shù)對路面剪應(yīng)力的影響規(guī)律進(jìn)行了深入研究。李嘉等[4,9]研究鋼橋面瀝青磨耗層與UHPC層間抗剪性能,基于剪切破壞能量分析原理,提出剪切斷裂能計(jì)算方法。以上成果為UHPC-AC新型復(fù)合路面結(jié)構(gòu)剪應(yīng)力研究提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。

聶憶華等[10-11]初步研究了半剛性基層UHPC-AC復(fù)合路面結(jié)構(gòu)中瀝青層剪應(yīng)力的變化規(guī)律及瀝青層剪應(yīng)力的影響因素,提出了瀝青層最大剪應(yīng)力與各結(jié)構(gòu)層厚度、模量的多元線性回歸方程。本研究在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮水平力系數(shù)、層間結(jié)合狀態(tài)等參數(shù),分析UHPC-AC新型復(fù)合路面結(jié)構(gòu)瀝青層最大剪應(yīng)力的分布規(guī)律、影響因素,并進(jìn)行UHPC-AC層間以及瀝青混合料60℃剪切強(qiáng)度試驗(yàn)研究與瀝青層剪應(yīng)力指標(biāo)校核。

1 分析模型

研究對象半剛性基層UHPC-AC復(fù)合路面結(jié)構(gòu)可簡化為圖1(a)所示雙圓均布復(fù)合負(fù)載(包括垂直、單向水平荷載)作用下N=5層彈性連續(xù)-半結(jié)合體系。結(jié)構(gòu)層從上到下依次為:瀝青混凝土面層、UHPC下面層、水泥穩(wěn)定碎石基層、水泥穩(wěn)定土底基層、路面基礎(chǔ)。表1給出了該體系各層材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)。

圖1 半剛性基層UHPC-AC復(fù)合路面結(jié)構(gòu)計(jì)算模型

采用Bisar3.0進(jìn)行結(jié)構(gòu)應(yīng)力、位移計(jì)算[12]。如圖1(a)所示,X為道路橫斷面方向,Y為行車方向,Z為道路深度方向。路表垂直荷載采用軸重為100 kN的單軸-雙輪組[13],荷載計(jì)算參數(shù)見表2。單向水平荷載集度系數(shù)即水平力系數(shù)f對于一般路段車行道考慮車輛緊急制動(dòng)按0.5取值,交叉口等路段考慮緩慢制動(dòng)按0.2取值[14],故表2中f取值范圍設(shè)置為0～0.7即0、0.1、0.3、0.5、0.7?？紤]到路面結(jié)構(gòu)和荷載的對稱性,僅選左輪側(cè)AC面層點(diǎn)位進(jìn)行計(jì)算。在Z方向選取距路表0 cm、1 cm、2 cm、3 cm、4 cm五個(gè)深度的計(jì)算面,各平面如圖1(b)按X、Y方向間隔0.5δ取49個(gè)計(jì)算點(diǎn)位。

表2 荷載計(jì)算參數(shù)

Bisar 3.0程序采用各單圓復(fù)合荷載在計(jì)算點(diǎn)處產(chǎn)生的柱坐標(biāo)中應(yīng)力和位移分量計(jì)算多圓(2個(gè))復(fù)合荷載作用下計(jì)算點(diǎn)處產(chǎn)生的公共直角坐標(biāo)中總應(yīng)力和總位移分量[15]。該體系各荷載圓在其局部柱坐標(biāo)中邊界條件如下:

(1) 表面應(yīng)力邊界條件(z=0)

(1)

式中:在rθz圓柱坐標(biāo)下,τzr1為徑向剪應(yīng)力;τzθ1為切向剪應(yīng)力;σz1為正應(yīng)力,應(yīng)力符號的下標(biāo)1表示應(yīng)力處于N層彈性體系的第一層;p為水平荷載集度;q為垂直荷載集度;δ為荷載圓半徑。

(2)層間結(jié)合條件(z=zi)

(2)

式中:應(yīng)力或位移分量的下標(biāo)i或i+1表示該應(yīng)力或位移分量位于N層彈性體系的第i層或第i+1層(i=1,2,3,4);w為垂直位移,u和v為水平位移;Aki為第i層與第i+1層間彈性柔量系數(shù),即層間相對位移與界面剪切力的比值,為層間抗剪彈性模量G的倒數(shù)[15]。

定解條件:當(dāng)z趨向?yàn)闊o窮大時(shí),所有的應(yīng)力和位移分量均趨于零。

(3)

式中:di為層間摩擦參數(shù);Ei和μi分別為i層的彈性模量和泊松比;Alki為簡化彈性柔量系數(shù)。

層間摩擦參數(shù)di的取值范圍為0～1:di=0時(shí),摩擦力最大;di=1時(shí),摩擦力為零。Bisar 3.0采用Aki或者簡化彈性柔量系數(shù)Alki表征各結(jié)構(gòu)層間的結(jié)合狀態(tài)[16-17]。由式(3)可見:當(dāng)Alki=0(di=0)時(shí),層間完全連續(xù);當(dāng)Alki=100δ時(shí),層間接近完全光滑(di≈0.99);Alki取0～100δ之間,層間處于半結(jié)合狀態(tài)。

參考國外相關(guān)試驗(yàn)路段各層材料參數(shù)范圍[18],康愛紅等[19]提出的一種瀝青路面結(jié)構(gòu)層最佳模量組合確定方法以及《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》[13](JTG D50—2017)、《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范》[14](GJJ 169—2012) ,表1各結(jié)構(gòu)層參數(shù)中可變量取值如下:E1=7000/8500/10000/11000/12000 MPa、E2=30000/38000/42000/46000/55000 MPa、H1=3/4/5/7/8 cm、H2=2/3/4/5/6 cm、d1=0/0.3/0.5/0.7/1;表2中水平摩擦力系數(shù)f=0/0.1/0.3/0.5/0.7;除可變量之外,表1、表2中的其余參數(shù)均固定。計(jì)算時(shí),各可變量按如下基本值選取:E1=10000 MPa、E2=42000 MPa、H1=4 cm、H2=5 cm、d=0、f=0.5;當(dāng)需要研究某一可變量例如f值對結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)影響規(guī)律時(shí),只需改變上述值中的f取值0/0.1/0.3/0.5/0.7,其余可變量按基本值選取。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 沿深度分布規(guī)律

針對圖1(a)的復(fù)合式路面結(jié)構(gòu),分別計(jì)算在不同E1與H1、E2與H2、f、d下的瀝青層內(nèi)最大剪應(yīng)力τmax,繪制τmax隨深度分布如圖2—圖7。

圖2 不同水平力系數(shù)下最大剪應(yīng)力沿深度分布規(guī)律

從圖2(a)可知,不同f取值瀝青層內(nèi)最大剪應(yīng)力τmax從路表起隨深度增加呈對數(shù)關(guān)系降低;τmax隨f增大而顯著增大,路表1 cm內(nèi)增幅最大,隨深度增加而增幅下降。從圖2(b)可知,不同深度下τmax與f呈線性增加關(guān)系,路表增速最大,隨深度增加而增速下降;路表處,當(dāng)復(fù)合荷載無水平力即f=0時(shí),τmax為0.234 MPa,當(dāng)f分別為0.3、0.5、0.7時(shí),τmax對應(yīng)為0.486 MPa、0.756 MPa、1.039 MPa,分別比f=0時(shí)增加了107.2%、222.7%、343.3%。可見對于半剛性基層UHPC-AC復(fù)合式路面結(jié)構(gòu),f越小、其瀝青層τmax越小;水平力系數(shù)是車輛安全行駛的保障,因此在降低f的同時(shí)路表結(jié)構(gòu)需保證提供足夠的抗滑性能,同時(shí)盡量避免車輛行駛過程中的緊急制動(dòng)等不利因素。不同f時(shí)瀝青層內(nèi)最大剪應(yīng)力均出現(xiàn)在路表處,提高瀝青面層材料抗剪強(qiáng)度可預(yù)防剪切破壞。

從圖3(a)可知,UHPC-AC層間摩擦參數(shù)d不同取值下瀝青層內(nèi)最大剪應(yīng)力τmax從路表起隨深度增加呈對數(shù)關(guān)系降低,R2均高于0.97。從圖3(b)可知,不同深度下τmax隨d增大呈拋物線變化,R2均高于0.95;UHPC-AC層間接近完全光滑時(shí)τmax明顯大于半結(jié)合或完全連續(xù)狀態(tài)。路表處,當(dāng)d=0時(shí)τmax為0.756 MPa,當(dāng)d=1時(shí)τmax為0.961 MPa,增加了27.1%;當(dāng)d=0.3、0.7時(shí)τmax分別為0.776 MPa、0.824 MPa,分別比d=0時(shí)增加了2.6%、9.0%。可見對于半剛性基層UHPC-AC復(fù)合式路面結(jié)構(gòu),UHPC-AC層間結(jié)合狀態(tài)越好、其瀝青層τmax越小;UHPC-AC層間結(jié)合狀態(tài)可通過采取糙化如銑刨、刻槽、嵌石等、噴灑粘結(jié)材料如乳化瀝青、改性乳化瀝青、環(huán)氧瀝青等來改善。不同層間結(jié)合狀態(tài)下瀝青層內(nèi)最大剪應(yīng)力均出現(xiàn)在路表處,提高瀝青面層材料抗剪強(qiáng)度可預(yù)防剪切破壞;提高層間抗剪強(qiáng)度,可防止出現(xiàn)層間早期破損,并可在一定程度上減少路表τmax。

圖3 不同UHPC-AC層間摩擦參數(shù)下最大剪應(yīng)力沿深度分布規(guī)律

從圖4可知,不同E1與H1下瀝青層內(nèi)最大剪應(yīng)力τmax從路表起隨深度增加呈對數(shù)關(guān)系降低,R2均高于0.97; 隨E1與H1增大反而微增大,但幅度不大。路表處當(dāng)E1從7 000 MPa增加至12 000 MPa時(shí),增加了1.0%;H1從3 cm增加至8 cm時(shí),增加了5.4%?？梢妼τ谠搹?fù)合式路面結(jié)構(gòu),通過增加E1或H1來降低瀝青層τmax效果不理想。

圖4 不同AC層模量與厚度下最大剪應(yīng)力沿深度分布規(guī)律

從圖5可知,不同E2與H2下瀝青層最大剪應(yīng)力τmax從路表起隨深度增加呈對數(shù)關(guān)系降低,R2均高于0.97; 隨E2與H2增大而微減少,幅度不明顯。路表處當(dāng)E2從30 000 MPa增加至55 000 MPa時(shí),減少了1.4%;H2從2 cm增加至6 cm時(shí),減少了1.3%?？梢妼τ谠搹?fù)合式路面結(jié)構(gòu),通過改變E2或H2來減少瀝青層τmax,效果不明顯。

圖5 不同UHPC層模量和厚度下最大剪應(yīng)力沿深度分布規(guī)律

以上分析可知瀝青層τmax最大的影響因素是水平力系數(shù)f,其次是UHPC-AC層間摩擦參數(shù)d。

2.2 計(jì)算面τmax坐標(biāo)分布規(guī)律

通過計(jì)算可得到不同深度處49個(gè)計(jì)算點(diǎn)中出現(xiàn)最大剪應(yīng)力τmax的點(diǎn)位坐標(biāo)。

路表處最大剪應(yīng)力除了f=0出現(xiàn)在(2.5δ,0,0)外,其余均出現(xiàn)在(1.5δ,±δ,0)處。

1 cm深度處最大剪應(yīng)力大多數(shù)出現(xiàn)在(2.5δ,0,1)處;E1為7 000 MPa、8 500 MPa時(shí)出現(xiàn)在(δ,±0.5δ,1)處,11 000 MPa、12 000 MPa時(shí)出現(xiàn)在(2.5δ,0,1)處;H1為3 cm和E2為55 000 MPa時(shí),出現(xiàn)在(δ,±0.5δ,1)處;f=0.7時(shí)出現(xiàn)在(δ,0,1)處;d=0.3、0.7時(shí)出現(xiàn)在(δ,0,1)處。

2 cm深度處最大剪應(yīng)力大多數(shù)出現(xiàn)在坐標(biāo)(2.5δ,0,2)處;E1為7 000 MPa、8 500 MPa時(shí)出現(xiàn)在(δ,0,2)處;f=0時(shí)出現(xiàn)在(2δ,±0.5δ,2)處,f=0.7時(shí)出現(xiàn)在(1.5δ,0,2)處;d=0.3、0.7時(shí)分別出現(xiàn)在(δ,0,2)、(δ,±0.5δ,2)處。

3 cm深度處最大剪應(yīng)力大多數(shù)出現(xiàn)在坐標(biāo)(2.5δ,0,3)處;f=0時(shí)出現(xiàn)在(2δ,±0.5δ,3)處,f=0.7時(shí)出現(xiàn)在(1.5δ,0,3)處;d=0.3、0.7時(shí)出現(xiàn)在(δ,0,3),d=1.0時(shí)出現(xiàn)在(δ,±0.5δ,3)處。

4 cm深度處d=0時(shí)的最大剪應(yīng)力全部出現(xiàn)在坐標(biāo)(2.5δ,0,4)處;當(dāng)d=0.3、0.7、1.0時(shí)分別出現(xiàn)在(2δ,0,4)、(δ,±0.5δ,4)、(2.5δ,±0.5δ,4)處。

以上分析表明,路表τmax發(fā)生在(1.5δ,±δ,0)處,其它z=1/2/3/4 cm處,絕大部分τmax出現(xiàn)在(2.5δ,0,z)處,個(gè)別因d、f、E1或H1、E2的不同出現(xiàn)在其它點(diǎn)位。

2.3 計(jì)算面剪應(yīng)力值分布規(guī)律

根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)利用origin繪出改變f值或d值時(shí)瀝青層不同深度計(jì)算面剪應(yīng)力值分布三維圖如圖6、圖7。

圖6 不同水平力系數(shù)下剪應(yīng)力計(jì)算面分布規(guī)律

圖7 不同UHPC-AC層間結(jié)合狀態(tài)下剪應(yīng)力計(jì)算面分布規(guī)律

結(jié)合圖2和圖6分析可知,不同f下,τmax均出現(xiàn)在路表處。當(dāng)f=0時(shí),由路表4個(gè)峰值點(diǎn)增加到4 cm深度處的6個(gè)峰值點(diǎn);當(dāng)f=0.3、0.7時(shí),由路表4個(gè)、3個(gè)峰值點(diǎn)減少到4 cm深度處的1個(gè)峰值點(diǎn)。表明同一深度處f越大,剪應(yīng)力集中點(diǎn)越少,峰值越大;剪應(yīng)力最大值隨深度增加而顯著減小,與2.1、2.2研究結(jié)論一致。

結(jié)合圖3和圖7分析可知,不同UHPC-AC層間結(jié)合狀態(tài)下,τmax均出現(xiàn)在路表處。d越小,表明層間粘結(jié)越好,層間完全連續(xù)狀態(tài)下,τmax隨深度增加集中點(diǎn)減少、值變小;層間接近完全光滑狀態(tài)下,τmax隨深度增加集中點(diǎn)多,值變大;表明d越小、τmax越小;τmax隨深度增加而顯著減小,與2.1、2.2研究結(jié)論一致。

3 UHPC-AC層間及AC層抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)

3.1 原材料

制備UHPC-AC復(fù)合試件瀝青層采用AC-13,由70#道路石油瀝青、石灰?guī)r碎石、礦粉組成,油石比為5.04%,配合比設(shè)計(jì)參考規(guī)范,其各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求;UHPC材料由廣東蓋特奇新材研制和提供,主要成分為水泥、復(fù)合摻合料、石英砂、高效減水劑、碎石、鋼纖維等;層間粘結(jié)劑分別為SBS改性瀝青(用量為1.2 kg/m2)、環(huán)氧樹脂(用量為0.7 kg/m2);層間嵌石分別采用2.36 mm～4.75 mm、4.75 mm～9.50 mm、9.50 mm～13.20 mm三種粒徑的玄武巖碎石。

3.2 試件制備

澆筑4 cm厚的UHPC基板,養(yǎng)護(hù)28 d后清潔表面;基板分為兩組,一組按照設(shè)計(jì)用量分別在UHPC基板表面上均勻刷涂加熱至165℃的SBS改性瀝青和常溫環(huán)氧樹脂作為粘結(jié)層,另一組分別采用三種粒徑的玄武巖碎石按不同撒布量(25%、50%、75%)進(jìn)行嵌石處理;采用輪碾法成型瀝青面層,自然冷卻后用鉆芯取樣法得到直徑為10 cm、高為8 cm的復(fù)合試件如圖8所示。

圖8 UHPC-AC層間復(fù)合試件

3.3 試驗(yàn)方法與結(jié)果分析

抗剪強(qiáng)度參考規(guī)范[20]采用45°斜面剪切法。試驗(yàn)設(shè)備為配套斜剪箱夾具的WDW-100E微機(jī)控制萬能試驗(yàn)機(jī),加載速度為20 mm/min。如圖9所示,分別測試60℃狀態(tài)下,嵌石處理UHPC-AC復(fù)合試件、粘結(jié)層UHPC-AC復(fù)合試件、AC-13試件以及SMA-13試件的抗剪強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明,粘結(jié)層UHPC-AC層間抗剪強(qiáng)度采用環(huán)氧樹脂比SBS改性瀝青可提高64%,但成本較高;通過嵌石處理UHPC-AC層間抗剪強(qiáng)度較噴灑粘結(jié)層大大提高,通過碎石的嵌擠作用提高了層間抗剪模量G、降低了Alk值和d值,改善了層間結(jié)合狀態(tài);隨著嵌石粒徑和撒布量的增大,層間抗剪強(qiáng)度增大;瀝青混合料SMA-13采用了SBS改性瀝青,較采用普通瀝青的AC-13瀝青混合料抗剪強(qiáng)度提高了37%。

3.4 復(fù)合路面瀝青層剪應(yīng)力指標(biāo)校核

對于最不利條件下的剪應(yīng)力計(jì)算時(shí)瀝青層表面溫度為60℃、中下層溫度在40℃～50℃范圍。因此瀝青面層模量應(yīng)采用不同溫度條件下動(dòng)態(tài)壓縮模量,但不同溫度下的模量應(yīng)用給計(jì)算帶來了較大的麻煩。通過前述計(jì)算分析可知τmax隨E1減小反而微減小,對剪應(yīng)力指標(biāo)校核影響較小。為了方便設(shè)計(jì)應(yīng)用,瀝青面層模量計(jì)算時(shí)采用20℃條件下動(dòng)態(tài)壓縮模量。針對H1=4 cm的復(fù)合路面結(jié)構(gòu)在不同非基本可變量參數(shù)下,路表或?qū)娱gτmax出現(xiàn)的位置如表4。其中路表處均出現(xiàn)在前后輪緣中點(diǎn)位置,層間處除了d=1外均出現(xiàn)在外輪緣中點(diǎn)位置。

表4 不同非基本可變量參數(shù)復(fù)合路面結(jié)構(gòu)路表或?qū)娱g最大剪應(yīng)力值與點(diǎn)位

容許剪應(yīng)力采用瀝青混合料或?qū)娱g抗剪強(qiáng)度τs除以路面結(jié)構(gòu)安全系數(shù)Kr得到,其中瀝青面層材料抗剪強(qiáng)度采用60℃狀態(tài)下,因此瀝青層不發(fā)生剪切破壞的判定條件為[14]:

τmax≤τR=τs/Kr

(4)

式中:τmax為瀝青層內(nèi)最大剪應(yīng)力,MPa;τR為瀝青混合料或?qū)娱g的容許剪應(yīng)力,MPa;τs為試驗(yàn)測定的瀝青混合料或?qū)娱g抗剪強(qiáng)度,MPa;Kr為路面抗剪強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。

對交叉口和公交停車站緩慢制動(dòng)路段:

(5)

對一般行駛路段:

Kr=1.2/Ac

(6)

式中:Ac為道路等級系數(shù),快速路、主干路為1.0,次干路為1.1,支路為1.2;Np為公交停車站或交叉口設(shè)計(jì)年限內(nèi)同一位置停車的累計(jì)當(dāng)量軸次。

表4中f=0.7、其余可變量按基本值選取時(shí),路表τmax為1.039 MPa,按主干路一般行駛路段計(jì)算Kr為1.2則τmax·Kr=1.25 MPa,因此AC-13抗剪強(qiáng)度滿足主干路一般行駛路段路表抵抗剪切破壞要求;層間τmax為0.412 MPa,τmax·Kr=0.494 MPa,因此嵌石處理層間抗剪強(qiáng)度滿足主干路一般行駛路段層間抵抗剪切破壞要求。

表4中f=0.3、其余可變量同上時(shí),路表τmax為0.486 MPa,按主干路大型交叉口累計(jì)當(dāng)量軸次3.78×106計(jì)算[14]Kr為3.78則τmax·Kr=1.84 MPa,因此該主干路大型交叉口處緩慢制動(dòng)路段宜采用SMA-13來滿足抵抗剪切疲勞破壞要求;層間τmax為0.298 MPa,τmax·Kr=1.126 MPa,因此嵌石處理層間抗剪強(qiáng)度滿足該主干路大型交叉口處緩慢制動(dòng)路段層間抵抗剪切疲勞破壞要求。

表4中d=1、其余可變量按基本值選取時(shí)(其中f=0.5),層間τmax為0.437 MPa,按主干路一般行駛路段計(jì)算Kr為1.2則τmax·Kr=0.524 MPa,若采用粘結(jié)層處理層間抗剪強(qiáng)度不能滿足該主干路一般行駛路段層間抵抗剪切破壞要求,造成層間局部剪切破損,因此層間摩擦參數(shù)d較好地模擬了UHPC-AC層間結(jié)合狀態(tài),此時(shí),路表τmax為0.961 MPa,與f=0.7時(shí)的路表τmax接近;因此UHPC-AC復(fù)合路面施工時(shí)可采取嵌石處理改善層間結(jié)合狀態(tài),防止出現(xiàn)層間早期破損、同時(shí)降低路表最大剪應(yīng)力。

4 結(jié) 論

對于半剛性基層UHPC-AC復(fù)合路面結(jié)構(gòu),瀝青層內(nèi)剪應(yīng)力試驗(yàn)研究結(jié)論如下:

(1) 在不同水平力系數(shù)、UHPC-AC層間結(jié)合狀態(tài)、瀝青層厚度或模量、UHPC層厚度或模量下,瀝青層內(nèi)最大剪應(yīng)力均出現(xiàn)在路表,隨深度增加均呈對數(shù)關(guān)系減小。

(2) 瀝青層最大剪應(yīng)力位置在路表處基本上出現(xiàn)在(1.5δ,±δ,0)處,其它不同深度(1 cm～4 cm)處,絕大部分出現(xiàn)在(2.5δ,0,z)處,個(gè)別因UHPC-AC層間結(jié)合狀態(tài)、水平力系數(shù)、瀝青層模量或厚度、UHPC層模量的不同出現(xiàn)在其它點(diǎn)位。

(3) 瀝青層內(nèi)最大剪應(yīng)力隨水平力系數(shù)增大呈線性增大,隨UHPC-AC層間摩擦參數(shù)增大呈拋物線變化,隨UHPC層、瀝青層厚度與模量變化而微變化?？赏ㄟ^控制UHPC-AC層間處于完全連續(xù)狀態(tài)有效減少瀝青層最大剪應(yīng)力。

(4) 斜面剪切試驗(yàn)結(jié)果表明嵌石處理層間抗剪強(qiáng)度較噴灑粘結(jié)層明顯提高,且隨嵌石粒徑、撒布量增大而增大;SMA-13瀝青混合料抗剪強(qiáng)度較AC-13提高37%。UHPC-AC復(fù)合路面瀝青層剪應(yīng)力指標(biāo)校核說明瀝青面層不會發(fā)生早期層間破損以及路表剪切疲勞破壞。