港区沥青铺面面层的等效温度-水利水运工程学报.PDFVIP

第3期 水 利 水 运 工 程 学 报 No.3 摇 2014年6月 HYDRO鄄SCIENCE AND ENGINEERING Jun. 2014 港区沥青铺面面层的等效温度 胡洪龙, 谈至明 (同济大学, 交通运输工程学院, 道路与交通工程教育部重点实验室, 上海摇 201804) 摘要:不同于常规公路路面结构所承受的车辆荷载,港区铺面结构具有承受装运机械荷载类型多、荷载量大、 运行速度低和重复作用次数少等特点。 根据港区沥青铺面设计准则,分别基于面层层底弯拉应变、半刚性基层 层底弯拉应力、土基顶面压应变等3个设计指标和Miner损伤叠加原理,介绍了港区沥青铺面面层等效温度概 念及其计算方法;建立了基准状况下面层等效温度与地区海拔、铺面表面温度年均值及其标准差之间的回归 式;为了简便实用,又建立了基准面层等效温度与2个常见的气象参数即年平均气温和月平均气温年极差之间 的回归关系式;绘制了全国基准面层等效温度等值线图;总结了非基准各因素对面层等效温度的影响规律,给 出了近似修正式。 关摇 键摇 词:港区;铺面工程;面层等效温度;疲劳寿命;修正系数;Miner叠加原理 中图分类号:U416摇 摇 摇 摇 文献标志码:A摇 摇 摇 摇 文章编号:1009-640X(2014)03-0037-05 沥青铺面是港区铺面结构的主要类型之一,它主要用于港区道路、杂货堆场通道等场合。 沥青面层混合 料是感温材料,其力学性能与温度状况有关。 国内外学者都重视铺面结构温度状况及对沥青面层力学性能 影响的研究。 美国AASHTO2002 的路面设计方法中提供了一个温度场计算模块,将分析周期内的实时沥青 面层温度场分布与轴载作用下的路面力学响应一一对应,然后采用Miner叠加原理进行沥青面层疲劳寿命 [1] 预估 。 M郾W郾Witczak等根据大量长期的试验数据,给出了路面结构疲劳等效温度与相关的气候参数、沥 [2-3] 青路面结构参数之间的经验公式,并用于SHRP设计方法中 。 Shell公司根据沥青层的有效黏度等效原 则,建立了平均气温与沥青层等效温度之间的关系,据此提出了基于气温和沥青面层厚度的等效温度推算方 [4] 法 。 E郾O郾Lukanen等利用试验数据,建立沥青层温度预估模型,然后进行轴载作用下的力学响应计算,进 [5-6] 而得到沥青面层疲劳寿命 。 国内谈至明等人对沥青路面温度场进行了系统的研究,总结了全国沥青路 面温度场分布规律,提出了公路沥青路面面层等效温度概念,给出了基于不同等效原则的沥青路面面层等效 温度的计算公式,最后引入疲劳寿命修正系数,直接预估路面的疲劳寿命,研究结果将被新版《公路沥青路 [7-9] 面设计规范》采用 。 与公路路面结构所承受的车辆荷载相比,港区铺面结构所承受的装运机械荷载具有类型多、荷载量大、 运行速度低和重复作用次数少等特点,因此,不能照搬照抄公路沥青路面的研究成果,有必要对其进行系统 研究。 1摇 沥青面层等效温度概念和计算方法 柔性基层的沥青铺面结构设计采用控制沥青面层层底弯拉应变着 以防止沥青面层疲劳开裂,控制土基 1b 顶面压应变着 以避免土基出现过量的塑性变形。 半刚性基层沥青铺面结构,由于基层刚度较大,沥青面层z 层底弯拉应变和土基顶面压应变均较小而不必考虑,但半刚性基层容易因弯拉应力过大而造成结构断裂,因 摇 摇 收稿日期:2013-11-10 摇 摇 基金项目:交通运输部水运工程建设项目 摇 摇 作者简介:胡洪龙(1988-),男,安徽蚌埠人,博士研究生,主要从事铺面工程研究。 E鄄mail:2007weishenme@ 38 水 利 水 运 工 程 学 报