基于加速加载试验的路面结构服役行为对比试验方法技术

本发明专利技术提供一种基于加速加载试验的路面结构服役行为对比试验方法，属于路面加速加载技术领域。该方法包括直道加速加载装置加载工况的确定、环道加速加载装置加载工况的确定、两种实验装置下路面结构服役行为的对比、室内试验与足尺路面试验对比。本发明专利技术提供了直道加速加载装置和环道加速加载装置两种装置的对比试验方法，利用两种装置下路面结构服役行为的比较，可以提高加速加载试验与真实路面的结构服役行为的相关性，提高加速加载实验的可靠性，利用室内车辙试验与足尺路面试验对比，可以分析尺寸效应和边界条件对沥青路面加速加载试验的影响，可以建立室内试验与足尺路面试验联系。

【技术实现步骤摘要】
基于加速加载试验的路面结构服役行为对比试验方法
本专利技术涉及路面加速加载
，特别是指一种基于加速加载试验的路面结构服役行为对比试验方法。
技术介绍
在经济技术发展迅猛的今天，基础设施的建设也是极其重要的一部分。我国每年都在公路交通上投入大量的资金，用来公路的建设和维护。路面的损伤机理和解决方案的相关研究显得格外重要。现有的路面相关研究方法主要有计算机模拟、模型试验、实验室试验、真实路面试验和足尺路面加速加载试验等，其中计算机模拟、模型试验、实验室试验得到的结果与真实路面的服役行为存在差异。真实路面试验与路面服役行为一致，但试验周期长，所需经费大。足尺路面加速加载试验与真实路面的服役行为有所不同，但其周期短，花费少，是性价比较高的一种方法。为了提高足尺路面加速加载试验与真实路面的结构服役行为的相关性，本专利技术提供了一种基于加速加载试验的路面结构服役行为对比试验方法，利用两种装置下路面结构服役行为的比较，可以提高加速加载实验的可靠性，利用室内车辙试验与足尺路面试验对比，可以分析尺寸效应和边界条件对沥青路面加速加载试验的影响，可以建立室内车辙试验与足尺路面试验的联系。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于加速加载试验的路面结构服役行为对比试验方法，利用两种装置下路面结构服役行为的比较，可以提高加速加载试验与真实路面的结构服役行为的相关性，提高加速加载实验的可靠性。该方法使用的装置包括环道加速加载装置、环道加速加载路面、直道加速加载装置、直道加速加载路面，具体实验方法包括直道加速加载装置加载工况的确定、环道加速加载装置加载工况的确定、两种实验装置下路面结构服役行为的对比、室内试验与足尺路面试验对比。该方法具体包括步骤如下：S1：在轴载5t，速度20km/h，温度为自然环境温度条件下，用直道加速加载装置、环道加速加载装置、车辙仪对路面进行10万次加载，车辙仪按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行室内路面材料车辙试验，每隔1万次测量路面车辙深度H和宽度L，绘制车辙深度H与加载次数的关系，比较关系图中车辙深度的曲线的形状和位置关系，比较三种加载方式下路面车辙形成速率的关系；计算10万次加载后车辙深度与宽度的比例A1、A2、A3，其中，A1为直道加速加载装置测得结果，A2为环道加速加载装置测得结果，A3为车辙仪测得结果；通过比较直道路面在混凝土墙边界的约束下A1与环道无边界约束下A2的关系，比较有无边界对沥青路面加速加载形成车辙时的影响大小，通过比较环道路面A2和车辙仪A3的关系，比较尺寸效应对室内车辙试验与足尺路面加速加载试验形成车辙时的影响大小；S2：在轴载5t，速度20km/h，温度、降雨、光照均为自然环境条件，直道加速加载装置在1Hz、环道加速加载装置在0.025Hz的加载频率的工况下运行5min，获取路面的横向、竖向、纵向这三向应变数据，通过比较三向应变数据的峰值大小、波峰形状、周期性的异同，比较路面在直道高频加载与环道低频加载条件下服役行为的异同；S3：在轴载5t，速度20km/h，降雨、光照均为自然环境条件，直道加速加载装置分别在-15℃、0℃、15℃、30℃、45℃、60℃，环道加速加载装置在自然大气温度的工况下运行5min，获取路面的横向、竖向、纵向这三向应变数据，通过比较三向应变数据的峰值大小、波峰形状、周期性的异同，比较路面在直道控温加载与环道自然大气温度条件下服役行为的异同；S4：在轴载5t，速度20km/h，温度、光照均为自然环境条件，直道加速加载装置在10mm/h、20mm/h两种降水强度下喷淋降水、环道加速加载装置在自然降雨的工况下运行5min，获取路面的横向、竖向、纵向这三向应变数据，通过比较三向应变数据的峰值大小、波峰形状、周期性的异同，比较路面在直道喷淋降雨加载与环道自然降雨条件下服役行为的异同；S5：在轴载5t，速度20km/h，温度、降雨均为自然环境条件，直道加速加载装置在200W/m2、400W/m2两种光照强度下紫外灯光照、环道加速加载装置在太阳光照的工况下运行5min，获取路面的横向、竖向、纵向这三向应变数据，通过比较三向应变数据的峰值大小、波峰形状、周期性的异同，比较路面在直道紫外光照与环道太阳光照条件下服役行为的异同。直道加速加载装置由6组半轴2轮循环加载，在进行直道加速加载试验时可以控制的试验条件有：轴载、速度、温度、喷淋降水、紫外光照。环道加速加载装置由单轴4轮、双联轴8轮组合加载，在进行环道加速加载试验时可以控制的试验条件有：轴载、速度。直道加速加载路面埋设有三向应变传感器和温度传感器，提供路面在加载时的服役行为数据。环道加速加载路面埋设有三向应变传感器和温度传感器，提供路面在加载时的服役行为数据。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：(1)本专利技术提供了直道加速加载装置和环道加速加载装置两种装置的对比试验方法，利用两种装置下路面结构服役行为的比较，可以提高加速加载试验与真实路面的结构服役行为的相关性，提高加速加载实验的可靠性。(2)本专利技术提供了直道加速加载装置和环道加速加载装置两种装置的对比试验方法，对比不同试验条件下路面传感器的数据，可以得到不同因素对路面服役性能的影响程度，使得加速加载试验工况下的数据，可用于路面材料服役性能的评价。(3)本专利技术提供了室内试验与足尺路面试验的对比试验方法，利用室内车辙试验与足尺路面试验对比，可以分析尺寸效应和边界条件对沥青路面加速加载试验的影响，可以建立室内车辙试验与足尺路面试验联系。附图说明图1为本专利技术使用的加速加载装置示意图；图2为本专利技术使用的环道加速加载测试车示意图；图3为本专利技术使用的直道加速加载环链示意图；图4为本专利技术对比试验方法流程图；图5为本专利技术车辙深度H与加载次数曲线图；图6为本专利技术中直道纵向应变数据曲线图。其中：1-环道加速加载装置，2-环道加速加载路面，3-直道加速加载装置，4-直道加速加载路面。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术提供一种基于加速加载试验的路面结构服役行为对比试验方法。如图1所示，本方法使用的装置包括环道加速加载装置1、环道加速加载路面2、直道加速加载装置3、直道加速加载路面4，方法包括直道加速加载装置3加载工况的确定、环道加速加载装置加载工况的确定、两种实验装置下路面结构服役行为的对比、室内试验与足尺路面试验对比。如图3所示，直道加速加载装置3由6组半轴2轮循环加载，控制的试验条件有：轴载、速度、温度、喷淋降水、紫外光照。如图2所示，环道加速加载装置由单轴4轮、双联轴8轮组合加载，控制的试验条件有：轴载、速度。直道加速加载路面4埋设有传感器，提供路面在加载时的服役行为数据。环道加速加载路面2埋设有传感器，提供路面在加载时的服役行为数据。如图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于加速加载试验的路面结构服役行为对比试验方法，其特征在于：利用环道加速加载装置(1)、环道加速加载路面(2)、直道加速加载装置(3)、直道加速加载路面(4)，通过直道加速加载装置(3)加载工况的确定、环道加速加载装置加载工况的确定、两种实验装置下路面结构服役行为的对比、室内试验与足尺路面试验对比实现对比试验。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于加速加载试验的路面结构服役行为对比试验方法，其特征在于：利用环道加速加载装置(1)、环道加速加载路面(2)、直道加速加载装置(3)、直道加速加载路面(4)，通过直道加速加载装置(3)加载工况的确定、环道加速加载装置加载工况的确定、两种实验装置下路面结构服役行为的对比、室内试验与足尺路面试验对比实现对比试验。


2.根据权利要求1所述的基于加速加载试验的路面结构服役行为对比试验方法，其特征在于：具体包括步骤如下：
S1：在轴载5t，速度20km/h，温度为自然环境温度条件下，用直道加速加载装置、环道加速加载装置、车辙仪对路面进行10万次加载，车辙仪按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行室内路面材料车辙试验，每隔1万次测量路面车辙深度H和宽度L，绘制车辙深度H与加载次数的关系；计算10万次加载后车辙深度与宽度的比例A1、A2、A3，其中，A1为直道加速加载装置测得结果，A2为环道加速加载装置测得结果，A3为车辙仪测得结果；通过比较直道路面在混凝土墙边界的约束下A1与环道无边界约束下A2的关系，比较有无边界对沥青路面加速加载形成车辙时的影响大小，通过比较环道路面A2和车辙仪A3的关系，比较尺寸效应对室内车辙试验与足尺路面加速加载试验形成车辙时的影响大小；
S2：在轴载5t，速度20km/h，温度、降雨、光照均为自然环境条件，直道加速加载装置在1Hz、环道加速加载装置在0.025Hz的加载频率的工况下运行5min，获取路面的横向、竖向、纵向这三向应变数据，通过比较三向应变数据的峰值大小、波峰形状、周期性的异同，比较路面在直道高频加载与环道低频加载条件下服役行为的异同；
S3：在轴载5t，速度20km/h，降雨、光照均为自然环境条件，直道加速加载装置分别在-15℃、0℃、15℃、30℃、45℃、60℃，环道加速加载装置在自然大气温度的工况下运行5min，获取路面的横向、竖向、纵向这三向应变数据，通过比较三向应变数据的峰值大小、波峰形状、周期性的异同，比较路面在直道...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙凤艳，闵鹏飞，杨海露，叶周景，苗英豪，汪林兵，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11