冲击荷载作用下路面弯沉分析

蒋志琳

(湖南中大设计院有限公司，湖南 长沙 410004)

1 试验段路面结构及铺筑形式

选取的试验段路面结构及铺筑形式，见表1、表2。

表1 四种路面结构形式

表2 四种路面铺筑形式

2 落锤式弯沉仪(FWD)试验简介

(1)FWD传感器距离布设

表3 FWD传感器距离布设

(2)FWD试验方法与原理

FWD的加载系统、加载原理及检测试验分布见图简化示意图,见图1～图2。

图1 FWD检测过程 图2 FWD检测原理

3 弯沉值温度修正

为了能够更直观的表明温度对沥青路面弯沉值的影响，通过施加0.7 MPa荷载，分别模拟不同温度下(10 ℃～30 ℃)的沥青路面弯沉曲线，结果见图3。

图3 不同温度下沥青路面弯沉值对比

由图3可知，不同温度下同一个测点，弯沉值差别很大，说明温度的影响明显；同一侧点相同荷载下，弯沉值随着温度的变化而变化，且随着距离加载中心水平距离的增加而减小。因此，下文中将动弯沉均换算成标准温度20 ℃下的弯沉值。

4 冲击荷载作用下路面弯沉值

每种路面结构选择三个加载点：中心点、两个边角点，每个测点在各级位下进行3次加载，分别记录测试结果，并将实测的冲击荷载下各级荷载最大弯沉值绘制动态弯沉值曲线，见图4～图7。

图7 路面结构四动态弯沉值

图4 路面结构一动态弯沉值

由图4可知：弯沉值增加量在六级、七级荷载时大于前五级荷载时的增加量，在两个板角时更加明显。

由图5可知：中心点前五级荷载的平均弯沉值增加量与六级七级时的增加量相差不大，差值为-0.25×10-2mm；板角(二)的差距最为明显，增加量差值为-0.625×10-2mm。

图5 路面结构二动态弯沉值

由图6可知：中心点的前五级荷载弯沉值平均增加量与六级七级荷载时的差异较大，差值为-2.05×10-2mm，板角(二)的差距最大，差值为-3.3×10-2mm。

图6 路面结构三动态弯沉值

由图7可知：中心点的弯沉值随荷载等级的增加而急剧增加，六、七荷载的平均弯沉值增加量与前五及荷载时的差值为167.475.05×10-2mm，板角(二)的差异值更大，差值达-216.275×10-2mm。

依据图4中板中测点所绘制的弯沉值，进行各级荷载下的弯沉值曲线进行拟合，其结果见表4、表5。结果表明各级荷载下的关系式相关系数均大于0.95，为高度拟合。

表4 水泥混凝土面层结构在各级荷载下FWD弯沉盆拟合公式

表5 沥青混凝土面层结构在各级荷载下FWD弯沉盆拟合公式

5 结 论

选取四种路面结构形式及不同的铺筑方式，采取七级荷载对四种路面结构进行落锤式弯沉仪试验，根据实测的动态弯沉值绘制弯沉值曲线图。分析表明，四种路面结构在施加动态七个级位的荷载后，加载点弯沉值在六、七级荷载作用时比前五级荷载作用时的增加量要大很多。