基于多尺度加载试验的沥青路面结构参数设计方法

基于江苏省典型路面结构,通过改变试件尺寸、温度和荷载作用次数对SMA-13、SUP-20和SUP-25 3种材料开展动态模量和蠕变试验。将结果耦合到修正的Burgers模型并在ABAQUS中开发用户材料子程序模型。对室内单轴试验分别采用应变硬化和子程序模型进行模拟、对小型和大型路面加载试验分别进行车辙模拟。结果表明3种材料的动态模量随试件尺寸增加而增大、温度升高而减小;SUP-25的疲劳损伤效应最为明显,在重复加载5 400次后损伤值达到了0.419。子程序模拟单轴试验的误差小于应变硬化模型、车辙模拟与小型和大型加载测试结果的误差分别为3.08%和2.83%,说明模型在单层及多层复合材料的应用中都是有效的。模拟表明夏季高温100万次加载的变形量为春季常温的1.8倍;行车速度由22 km/h增加至120 km/h时,变形量减少72.6%;轴载增加100%,车辙深度增加48.52%,表明在高温地区低速路段要尤其限制车辆超载。累计标准轴载作用次数超过2 500万次,车辙变形进入加速累积阶段,须及时对该路面结构进行养护维修。