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半刚性基层沥青路面结构疲劳寿命的环道试验研究
摘要
本文以某大型环道为试验对象，采用环道试验的方法对半刚性基层沥青路面结构的疲劳寿命进行研究。通过试验，探讨了不同荷载下路面结构的变形和应力分布规律，分析了其主要破坏模式和疲劳寿命特征，提出了保障路面结构疲劳寿命的措施。
关键词：半刚性基层；沥青路面；疲劳寿命；环道试验
1.引言
半刚性基层沥青路面结构是现代道路交通工程中常用的一种路面结构形式，具有承载能力强、耐久性好、构造复杂度低等特点。在实际工程应用中，尤其是在高速公路、国省道等重要路段，其应用越来越广泛。然而随着交通量和负荷的不断增加，半刚性基层沥青路面结构的疲劳寿命逐渐成为影响其使用寿命的关键问题。
由于路面结构受到车辆荷载等多种因素的影响，其受力分布和变形情况都很复杂。因此，在路面结构疲劳寿命研究方面，试验方法是非常重要的手段。目前，国内外针对该问题的研究主要采用静态和动态试验方法，其中以环道试验为主要手段。
本文以某大型环道为试验对象，采用环道试验的方法对路面结构的疲劳寿命进行研究，从试验结果中分析了路面结构的变形和应力分布规律，探讨了其主要破坏模式和疲劳寿命特征，并提出了保障路面结构疲劳寿命的措施。
2.试验目的和方法
2.1试验目的
在实际工程应用中，路面结构所受到的荷载和环境条件都是极其复杂的，因此需要进行试验验证其疲劳寿命特征，为实际工程提供科学依据。本文旨在通过环道试验的方法，探讨半刚性基层沥青路面结构的疲劳寿命问题。
2.2试验方法
为了模拟实际工程应用条件，本次试验选用某大型环道作为试验对象。首先，对该环道路面结构进行分析和设计，然后在其上布设各种荷载，采用传感器测定路面结构的应力和变形情况，最后记录荷载作用下路面结构的疲劳寿命。
试验中采用的主要设备和仪器包括：环道试验系统、电子式荷重传感器、应变计、位移测量剪切应力传感器、凸度测量仪、颜色计等。
3.试验结果分析
3.1荷载作用下的路面结构变形和应力分布特征
试验中，分别施加了轴荷、轮荷和侧力等不同荷载，观察了路面结构的变形和应力分布情况。结果显示，随着荷载的增加，路面结构开始逐步发生塑性变形，同时应力集中现象也明显增加。在最大荷载作用下，路面结构中心位置的垂直位移和水平位移分别为18.3mm和6mm，同时应力值达到最大值，约为3.2MPa。
3.2破坏模式和疲劳寿命特征
试验过程中，随着荷载的增加，路面结构逐渐发生疲劳损伤，其破坏模式主要表现为龟裂和剥离。在试验结束时，对路面结构进行了观察和评估，发现龟裂和剥离面积明显增加，路面结构的疲劳寿命已经很大程度上受到影响。
另外，通过疲劳试验的方法，还可以预估路面结构的寿命，并将其与实际疲劳寿命进行比较。由于路面结构在试验过程中主要受到轮荷和轴荷的作用，因此轮荷和轴荷往往是影响其疲劳寿命的主要因素。
4.保障路面结构疲劳寿命的措施
针对半刚性基层沥青路面结构的疲劳寿命问题，可以从以下几个方面采取措施进行保障：
1）合理设计路面结构，尽量避免应力集中现象，减少疲劳损伤的发生；
2）对路面结构材料进行选配和检测，保障其质量和性能；
3）加强路面结构的养护和维护，及时发现并修补路面裂缝、鼓包等缺陷，降低路面结构的疲劳损伤程度；
4）采用改进的材料和技术，例如纤维增强材料、加筋带等技术，提高路面结构的疲劳寿命。
5.结论
通过环道试验的方法，本文探讨了半刚性基层沥青路面结构的疲劳寿命问题。试验结果表明，随着荷载的增加，路面结构逐渐发生塑性变形，应力集中现象也明显增加，最终以龟裂和剥离为主要破坏模式。此外，技术措施方面，建议采用合理的设计方案、优质的材料、强化维护养护和使用改进的技术手段等措施，提高路面结构的疲劳寿命，延长路面使用寿命。