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高模量沥青混凝土应用技术研究报告简本1 前言“高模量沥青混凝土应用技术研究” 是2005年交通部西部交通建设科技项目，项目编号：2005 318 773 06。
项目旨在采用低标号高模量沥青和混合料中掺加外掺剂两种工艺方法，来提高沥青混凝土的模量，达到大幅度提高沥青混凝土的高温稳定性且不降低其低温性能和耐疲劳性能，充分发挥路面各结构层功能，延长路面使用寿命的目的。
2 沥青路面车辙形成机理分析2.1 沥青路面车辙调查课题组对辽宁省高速公路路面车辙情况进行了调查和取样分析。
这里仅对沈阳-山海关高速公路车辙病害作以简要分析。
项目组从2001年~2007年对沈山高速公路K450+000~K520+100的车辙检测，数据绘图见图2-1。
图2-1 路面车辙变化趋势从2001年通车后车辙发展较快，特别是2003年到2004年。
2004年后对路面进行全面维修后车辙大幅度减小，也是逐年增大的趋势。
车辙成为目前高速公路沥青路面最严重的路面病害之一。
项目探求以提高中面层材料的高温模量和抗剪强度来控制车辙产生的途径。
2.2 基于车辙的沥青路面力学分析在建立力学模型基础上，根据路面荷载的作用形式及路面结构的受力特点，结合常温季节和高温季节，变化中面层模量后的路面结构应力、应变分析表明：半刚性沥青路面结构中4~10cm范围内为等效压应力的高值区，3~8cm范围内为剪应力高值区，这两个应力高值区正是沥青路面结构中面层所在的位置。
增加路面中面层模量后，荷载产生的最大剪应力和压应力变化不大，而模量提高一倍，剪应变减少50%，压应变减少近60%，因此提高中面层高温时模量将有效抑制路面车辙的产生。
2.3 沥青路面温度实测分析课题组观测分析了辽宁地区五个地点的路面20mm和100mm的温度数据，得出以下结论：我国北方地区高温季节气温能达到30～35℃，路面表面温度可达到60℃以上，路面下20mm处温度可达到55℃，路面下100mm处温度也可达到45℃。
混凝土路面疲劳性能的研究及应用引言混凝土路面是道路建设中常用的一种路面结构，它具有强度高、耐久性好、施工方便等优点，在道路建设中应用广泛。
但是，随着交通运输的加快和车辆数量的增加，混凝土路面也面临着疲劳寿命的问题，路面疲劳性能的研究和应用对于提高道路使用寿命和保障道路安全具有重要意义。
一、混凝土路面疲劳性能的概念混凝土路面的疲劳性能指的是在重复荷载作用下，混凝土路面发生的损伤和破坏的能力。
混凝土路面在使用过程中，受到轮载荷载和温度变化的影响，会产生应力和应变的变化，如果这种变化超过混凝土路面的承载能力，就会发生疲劳损伤。
疲劳是一种时间依赖性的过程，疲劳寿命的长短取决于荷载水平、荷载频率、路面结构、材料性能等因素。
混凝土路面的疲劳性能是指在特定荷载条件下，混凝土路面的疲劳寿命和承载能力。
二、混凝土路面疲劳机理混凝土路面的疲劳机理主要有两个方面，一是材料本身的疲劳性能，二是路面结构的疲劳性能。
1. 材料本身的疲劳性能混凝土是一种复杂的非均质材料，它的疲劳性能受到多种因素的影响，如水泥熟化度、骨料种类和性质、空气孔隙率等。
混凝土的疲劳寿命与混凝土的抗压强度及其变异系数有关，抗压强度越高，疲劳寿命越长。
2. 路面结构的疲劳性能路面结构的疲劳性能主要包括路面厚度、路面层间粘结力、路面层之间的刚度比、反射裂缝和接缝等。
路面结构的疲劳性能是影响混凝土路面疲劳寿命和承载能力的关键因素。
三、混凝土路面疲劳试验方法混凝土路面疲劳试验是为了评估混凝土路面的疲劳性能，通常采用的试验方法有静载试验和动载试验两种。
1. 静载试验静载试验是通过施加不同幅值的荷载，在不同的荷载频率下，测量混凝土路面的应变-应力关系曲线，以评估混凝土路面的疲劳性能。
静载试验可以通过加速试验的方式，缩短测试时间，提高测试效率。
2. 动载试验动载试验是在实际车辆荷载下，测量混凝土路面的应变-应力关系曲线，以评估混凝土路面的疲劳性能。
动载试验可以更真实地模拟混凝土路面在实际使用过程中的受力情况，但试验时间长，成本高。
高模量沥青混凝土应用研究发布时间：2021-03-25T15:40:53.113Z 来源：《基层建设》2020年第29期作者：周广柱[导读] 摘要：我国沥青路面在高等级公路中的应用越来越广泛，随着交通量的增大，轴载改变、混合料性质变化以及管养的滞后性，导致一些新建的高等级沥青路面在通车后不久就出现了病害，最为明显的是车辙病害。
安徽省公路桥梁工程有限公司安徽合肥 230000摘要：我国沥青路面在高等级公路中的应用越来越广泛，随着交通量的增大，轴载改变、混合料性质变化以及管养的滞后性，导致一些新建的高等级沥青路面在通车后不久就出现了病害，最为明显的是车辙病害。
高模量沥青混凝土是通过改善沥青的组成性质、集料的性状和级配等方式，综合改善混合料的性能，使之具有较高的模量。
相关试验研究表明，适量添加高模量剂可以提高公路沥青混合料的寿命以及稳定性，减少沥青路面变形的概率，减少沥青混合料的不良病害现象。
关键词：轴载；高等级沥青路面；车辙病害；高模量沥青混凝土1 沥青原材技术指标粗集料技术指标应符合《公路沥青施工技术规范》（JTG F40-2004）要求。
表1 粗集料技术要求基质沥青与高模量改性剂相结合的方法，沥青试验指标应符合《公路沥青施工技术规范》要求。
PR MODULE添加剂呈深色、固体、颗粒状，颗径2-4mm左右。
2 PR MODULE高模量沥青混凝土配合比设计PR MODULE高模量沥青混凝土的配合比设计与普通沥青混合料的设计方法相同，即马歇尔试验配合比设计方法，遵循热拌沥青混合料设计的目标配合比、生产配合比以及试拌试铺验证的三个阶段，确定矿料级配及最佳油石比。
PR MODULE高模量沥青混凝土级配范围要求见表4。
表4 矿料级配范围PR MODULE高模量沥青混凝土马歇尔技术标准见表5。
表5 马歇尔试验技术标准将集料放入烘箱内加热至180℃-185℃并保持恒温，按比例配制好的矿料与PR MODULE同时加入拌和锅内干拌120-180s，将加热的沥青投入拌锅内湿拌90-120s，同时加入热矿粉拌和60-90s，总拌和时间为270-390s，将拌和完成的沥青混合料放入烘箱内保温60min，烘箱温度为165℃，最后将成型温度不低于160℃的PR MODULE混合料装摸制件并进行室内车辙试验。
RCA 高模量改性沥青及沥青混合料疲劳性能研究随着道路交通的不断发展，公路建设逐渐成为城市基础设施建设的重中之重。
在公路的建设过程中，沥青材料作为最主要的材料之一，发挥着至关重要的作用。
然而，沥青材料在长期使用过程中，容易因为车辆的作用出现损坏，从而影响道路的使用寿命。
因此，改善沥青材料的耐久性和疲劳性，成为公路建设中亟待解决的问题。
RCA 高模量改性沥青及沥青混合料具有较好的性能特点和经济效益，因此被广泛应用于公路建设领域。
在本文中，我们对RCA 高模量改性沥青及沥青混合料的疲劳性能进行了研究和分析。
1.RCA 高模量改性沥青的制备和性能特点RCA 高模量改性沥青是指利用高分子化合物对传统沥青进行改性，从而提高其性能特点。
该材料在正常使用状态下，可以有效减少热胀冷缩等因素对于道路的破坏作用，同时提高其黏性和黏附性。
制备RCA 高模量改性沥青主要有以下几个步骤：（1）选择合适的高分子化合物，并根据其性能特点和使用场合选择合适的添加量。
（2）将选择好的高分子化合物和沥青进行混合，在一定的温度和时间下充分搅拌，使两者均匀混合。
（3）对混合好的沥青进行加热处理，在较高温度下进行膨胀处理，进一步提高其性能特点。
RCA 高模量改性沥青的主要性能特点包括：承载能力强、抗水性能强、长期耐用性好等。
其较强的黏附性和黏性，可以有效缓解道路龟裂、损坏等问题。
另外，RCA 高模量改性沥青使用寿命长，对于减少公路维修成本和维修频率具有重要的作用。
2.RCA 高模量改性沥青混合料的制备和性能特点RCA 高模量改性沥青混合料是指将RCA 高模量改性沥青与骨料等混合后，形成的一种复合材料。
该材料具有一定的强度和耐用性，并可根据不同使用场合进行适量的调整。
RCA 高模量改性沥青混合料的制备过程主要有以下几个步骤：（1）选择合适的骨料，并根据实际情况进行筛选、清洗等处理。
（2）将清洗好的骨料和添加好高分子化合物的沥青进行混合。
（3）通过配合不同的添加剂及混合比例等方法，进一步调整混合料的性能特点。
高模量沥青混凝土在地方公路上的应用发表时间：2019-09-05T10:05:18.097Z 来源：《建筑细部》2019年第2期作者：孙路禄[导读] 无论是何等级的公路都需要开展公路养护工作，提升路面抗车辙能力以及路面使用品质，是开展路面养护工作的最终目标，进而实现公路使用寿命的延长，投资效益也可得到较大幅度的提升。
孙路禄黑龙江省龙建路桥第一工程有限公司摘要：无论是何等级的公路都需要开展公路养护工作，提升路面抗车辙能力以及路面使用品质，是开展路面养护工作的最终目标，进而实现公路使用寿命的延长，投资效益也可得到较大幅度的提升。
利用高模量改性沥青混凝土技术开展的地方公路养护工作已经取得理想效果。
在分析高模量改性沥青混合材料时，需要从多个方面着手，例如应用效果以及作用机理等，还要给予该材料特性应有的重视，为后续各类公路养护工作的顺利开展奠定基础。
关键词：高模量；沥青混凝土；地方公路大型化以及集装箱化是公路运输发展的主要趋势。
不断提升的车辆数量以及车辆重量，都可说明我国在经济发展方面取得的成就，但是会对路面造成直接影响。
部分地区可能会涉及到较大的温差以及较低的气温，所以地方公路必须改善自身的抗裂性能与稳定性。
这也是在地方公路中应用高模量沥青混凝土的重要因素。
发挥其作用与价值，提升地方公路的整体性能与服务质量。
改善以往施工中公路存在的多种病害。
一、明确高模量沥青混合料材料的特征与性能法国是研究高模量沥青混合料的起源国家，高模量沥青混合料是一种全新的材料，主要在路面中使用。
提升沥青混合料的模量是高模量沥青混合料的设计思想，其中会使用多种材料与手段。
混合料矿料的沥青胶浆性能会通过高模量沥青混合料得以改善。
在配置高模量沥青混合料时还要考虑到颗粒形状、沥青含量以及性能等多方面因素，科学控制其级配。
沥青混凝土在长时间使用后会出现不可避免的变形问题，加之受到车辆来回行驶的荷载影响，塑性变形的可能性相当大。
高模量沥青混合料主要是通过提升路面抗车辙能力的方式，改善塑性变形问题。
《Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型研究》篇一一、引言随着交通量的不断增加和道路使用年限的延长，沥青路面的疲劳性能逐渐成为道路工程领域关注的重点。
Superpave沥青混合料因其优异的性能在道路建设中得到广泛应用。
然而，如何准确评估其疲劳性能并预测其长期使用性能，是当前研究的热点和难点。
本文将针对Superpave沥青混合料的疲劳性能进行实验研究，并探讨分数阶灰色预测模型在沥青路面使用性能预测中的应用。
二、Superpave沥青混合料疲劳性能实验研究2.1 实验材料与方法本实验选用Superpave沥青混合料作为研究对象，通过制备不同配比的试件，进行疲劳性能实验。
实验中采用的控制变量法，保证了实验结果的可靠性。
2.2 实验结果与分析通过疲劳实验，我们得到了不同配比下Superpave沥青混合料的疲劳性能数据。
数据显示，合理的配比能够有效提高沥青混合料的疲劳性能。
此外，我们还发现沥青混合料的疲劳性能与温度、荷载等因素密切相关。
三、分数阶灰色预测模型在沥青路面使用性能预测中的应用3.1 灰色预测模型简介灰色预测模型是一种基于不完全的、非精确的信息进行预测的方法。
它通过对原始数据进行累加生成和灰微分方程建模，实现对未来发展趋势的预测。
3.2 分数阶灰色预测模型在沥青路面使用性能预测中的应用分数阶灰色预测模型在传统灰色预测模型的基础上，引入了分数阶微分概念，提高了模型的精度和适用性。
在沥青路面使用性能预测中，我们可以利用该模型对沥青路面的使用性能进行长期预测，为道路维护和养护提供依据。
四、Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型的结合应用4.1 结合应用思路我们将Superpave沥青混合料的疲劳性能实验结果与分数阶灰色预测模型相结合，通过实验数据验证模型的准确性，并利用模型对沥青路面的长期使用性能进行预测。
4.2 结合应用实例以某路段Superpave沥青混合料为例，我们首先进行疲劳性能实验，得到该路段沥青混合料的疲劳性能数据。
沥青混凝土路面疲劳强度研究
沥青混凝土路面疲劳强度研究
作者：黄平;聂莉萍;刘劲勇
作者机构：江西省交通设计院,江西,南昌,330002;江西交通职业技术学院,江西,南昌,330013;江西省交通设计院,江西,南昌,330002 来源：科技信息
ISSN：1001-9960
年：2008
卷：000
期：004
页码：112-113
页数：2
中图分类：U4
正文语种：chi
关键词：沥青路面;孔隙水压;破坏
摘要：在道路工程中,路基路面的强度与水的关系十分密切.地面水对路基的冲刷和渗透作用,将造成道路的水毁现象.我国高等级沥青路面早期水损坏现象十分普遍,研究路基路面的排水系统、讨论车辆荷载下的交变超孔隙水压对沥青混凝土面层疲劳裂纹的形成原因、给寿命可能造成的负面影响及路面早期破坏等,具有重要意义.。
《Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型研究》篇一一、引言随着交通量的不断增加和道路使用年限的延长，沥青路面的疲劳性能逐渐成为道路工程领域关注的重点。
Superpave沥青混合料因其优异的性能在道路建设中得到广泛应用。
然而，如何准确评估其疲劳性能并预测其长期使用性能，仍是当前研究的热点和难点。
本研究旨在探讨Superpave沥青混合料的疲劳性能，并引入分数阶灰色预测模型进行长期性能预测，为道路工程提供理论依据和实践指导。
二、Superpave沥青混合料疲劳性能研究2.1 疲劳性能测试方法Superpave沥青混合料的疲劳性能测试主要采用弯曲疲劳试验和间接拉伸疲劳试验等方法。
这些方法可以模拟沥青混合料在实际使用过程中的受力情况，从而评估其疲劳性能。
2.2 疲劳性能影响因素影响Superpave沥青混合料疲劳性能的因素较多，主要包括沥青类型、矿料级配、混合料配合比、环境因素等。
这些因素对沥青混合料的疲劳性能有着显著影响，需要进行综合考虑。
2.3 疲劳性能评价指标评价Superpave沥青混合料疲劳性能的指标主要包括疲劳寿命、劲度模量损失等。
通过对这些指标的分析，可以全面了解沥青混合料的疲劳性能。
三、分数阶灰色预测模型在Superpave沥青混合料长期性能预测中的应用3.1 灰色预测模型原理灰色预测模型是一种基于灰色系统理论的方法，通过对部分已知信息和生成数据的处理，来预测未来发展趋势。
分数阶灰色预测模型则是在传统灰色预测模型的基础上引入分数阶微分概念，提高了预测精度。
3.2 模型构建与应用本研究将分数阶灰色预测模型应用于Superpave沥青混合料的长期性能预测。
首先，收集沥青混合料的性能数据，包括劲度模量、疲劳寿命等；然后，构建分数阶灰色预测模型，对数据进行处理和分析；最后，根据模型预测结果，评估沥青混合料的长期使用性能。
3.3 预测结果分析通过分数阶灰色预测模型对Superpave沥青混合料的长期性能进行预测，可以发现该模型具有较高的预测精度和可靠性。
水泥混凝土路面的疲劳性能试验研究一、研究背景水泥混凝土路面是公路交通中最常见的路面类型之一，它具有结构简单、施工方便、使用寿命长等优点，被广泛应用于公路、城市道路等交通建设中。
然而，随着交通运输业的不断发展，车辆的数量和车速也越来越高，这给路面的使用寿命和性能提出了更高的要求。
疲劳是路面性能中的重要指标之一，它是由于交通荷载反复作用而引起的路面损伤和破坏。
因此，研究水泥混凝土路面的疲劳性能具有重要的理论和实际意义，可以为路面设计、施工和养护提供科学依据，提高路面的使用寿命和性能。
二、研究目的本研究旨在通过试验研究水泥混凝土路面的疲劳性能，探究不同荷载水平、不同试件尺寸、不同配合比对水泥混凝土路面疲劳性能的影响，为水泥混凝土路面的设计、施工和养护提供科学依据。
三、研究方法本研究采用静载荷试验法，通过模拟车辆荷载作用下的路面疲劳行为进行试验研究。
具体步骤如下：1.试件制备：根据设计要求，制备不同配合比、不同尺寸的水泥混凝土试件。
2.试验装置：采用静载荷试验机进行试验，试验机具有自动记录荷载和位移数据的功能。
3.试验参数：设置不同荷载水平和不同试验次数，记录试件的荷载-位移曲线。
4.试验分析：通过荷载-位移曲线分析试件的疲劳性能，计算出试件的疲劳寿命和疲劳极限。
四、研究内容1.不同荷载水平对水泥混凝土路面疲劳性能的影响采用静载荷试验法，设置不同荷载水平进行试验研究，记录试件的荷载-位移曲线，通过曲线分析不同荷载水平对水泥混凝土路面疲劳性能的影响。
结果表明，随着荷载水平的增加，试件的疲劳寿命逐渐降低，疲劳极限也逐渐减小。
2.不同试件尺寸对水泥混凝土路面疲劳性能的影响采用静载荷试验法，制备不同尺寸的水泥混凝土试件进行试验研究，记录试件的荷载-位移曲线，通过曲线分析不同试件尺寸对水泥混凝土路面疲劳性能的影响。
结果表明，试件尺寸对疲劳性能有一定的影响，大尺寸试件的疲劳寿命和疲劳极限均比小尺寸试件高。
3.不同配合比对水泥混凝土路面疲劳性能的影响采用静载荷试验法，制备不同配合比的水泥混凝土试件进行试验研究，记录试件的荷载-位移曲线，通过曲线分析不同配合比对水泥混凝土路面疲劳性能的影响。
高模量外掺剂对沥青混凝土疲劳参数的影响周庆华;沙爱民【摘要】为准确掌握高模量沥青混凝土在抵抗疲劳开裂方面的特点,对添加外掺剂的高模量沥青混凝土小梁构件进行了疲劳试验研究.利用有限元软件模拟小梁疲劳试验,对高模量沥青混凝土疲劳断裂参数与普通沥青混凝土疲劳断裂参数的差异进行了对比.研究结果表明:用高模量外掺剂能显著改变沥青混凝土的疲劳断裂参数A 和n(其中:n提高倍数在1.07倍以上),使路面抗疲劳开裂性能得到改善.【期刊名称】《交通科学与工程》【年(卷),期】2016(032)003【总页数】4页(P12-15)【关键词】道路工程;沥青混凝土;高模量外掺剂;疲劳断裂参数【作者】周庆华;沙爱民【作者单位】陕西交通职业技术学院公路工程系,陕西西安710021;长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西西安 710064;长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西西安 710064【正文语种】中文【中图分类】U414随着交通量的逐年增加，疲劳开裂已经成为高等级公路的主要病害之一。
沥青路面在使用期内，受车轮荷载的反复作用，长期处于应力、应变交迭变化的状态。
当荷载的重复作用超过一定次数后，路面内部产生的应力就会超过强度下降后的结构抗力，致使路面产生开裂[1]。
高模量沥青混凝土作为一种新型道路材料，它能提高沥青混凝土的模量，减少车辆荷载作用下沥青混凝土产生的变形，提高路面抗高温变形能力，延缓车辙的产生，减少荷载对基层和路基的作用力，改善路面的疲劳性能[2-3]。
为准确掌握高模量沥青混凝土在抵抗疲劳开裂方面的特点，作者拟对添加外掺剂的高模量沥青混凝土小梁构件进行疲劳试验。
利用有限元软件，模拟小梁疲劳试验，对比高模量沥青混凝土疲劳断裂参数与普通沥青混凝土疲劳断裂参数的差异，实现对高模量沥青混凝土疲劳性能的量化评价，以期为合理使用高模量沥青混凝土提供理论依据。
1.1 沥青本研究采用的沥青材料各项指标满足规范中A级沥青的要求，同时，按照美国战略研究计划(SHRP)中沥青胶结料路用性能规范的试验方法，对所选用的沥青材料进行路用等级划分，分级结果为PG64-22。
高模量沥青混凝土对路面结构受力影响董俊华【期刊名称】《《交通世界（建养机械）》》【年(卷),期】2013(000)009【总页数】2页(P120-121)【作者】董俊华【作者单位】邢台市路桥建设总公司【正文语种】中文文/董俊华图1 计算模型随着我国国民经济的发展，公路建设也取得了长足的进步。
尤其是自1988年沈大高速公路及沪嘉高速公路建成通车以来，高等级公路以前所未有的速度发展，我国的公路事业进入了以建设高等级公路为主的新时期。
截止到2008年底，全国公路通车总里程已达358万公里，高速公路已经达到55000公里。
在所有已建公路中，由于沥青路面具有良好的行车舒适性、建设速度快、维修方便等特点，因此，沥青路面在路面结构中应用得越来越广泛。
伴随着公路运输交通量急剧增加，超载、重载现象日益严重,路面结构的损坏也逐渐加剧，许多沥青路面在通车不久就发生不同类型的损坏，严重影响了道路的服务质量，为了解决道路早期破坏的问题，许多新型道路材料开始用于高等级公路上，高模量沥青混合料就是其中的一种，提高沥青混合料材料的劲度模量，可以有效增强整个路面结构抵抗车辙变形和抗疲劳的能力。
高模量沥青混凝土（H i g h Modulus Asphalt Concrete）的理念最初由法国提出，在高模量沥青混凝土技术应用上旨在提高解决沥青路面在使用过程中出现的面层抗车辙能力不足及基层刚度不够的问题，并在法国成功使用已超过20年的时间。
依据法国铺设之经验显示：与AC相比较而言，使用的是高粘性沥青，设计出的混合料具有高含量的胶结料和低空隙率，因此，能够有较好的抗疲劳能力；比较传统的软沥青，高粘沥青具有较低的愈合能力。
混合料具有的高模量可以减少传递到底基层的应力，在与A C相同的厚度层的情况下；沥青含量大约在6%（油石比），HMAC的密实度、耐久性、抗车辙能力及抗疲劳能力均明显比传统密级配沥青混合料要好，是一种高模量高质量的沥青混凝土。
城市道路沥青路面检测与病害处置发布时间：2022-06-29T07:58:47.435Z 来源：《建筑实践》2022年41卷第2月第4期下作者：周荣华[导读] 随着城市经济的飞速发展，城市道路安全运行非常重要。
但是车辆超限超载、城市地下空间过度开发等问题，使得城市道路使用寿命逐渐缩减，并随之产生了危及行车安全的路面病害隐患。
周荣华佛山市运胜工程检测技术有限公司摘要：随着城市经济的飞速发展，城市道路安全运行非常重要。
但是车辆超限超载、城市地下空间过度开发等问题，使得城市道路使用寿命逐渐缩减，并随之产生了危及行车安全的路面病害隐患。
在城市道路养护管理部门对路面进行维修养护之前开展全面而详细的路面检测评价，可为论证路面处置的必要性、可行性，以及确定处置后产生的废料的利用方案等提供基本依据。
同时，参照检测结果对病害成因进行详细的分析。
关键词：城市道路；沥青路面；病害处置引言道路建设项目的大力开展，给人们的出行带来极大的便利，而且对经济的发展起到积极推动作用，有效提升了人们的生活质量。
为了充分发挥出道路工程的价值，在管理中要把养护作为工作重点，对路面的病害问题进行及时修复，保证路面的平整性。
在实际养护中，要全面分析路面出现病害的原因，并据此选择合适的技术手段，并对养护方案进行优化和完善，使养护效果得到不断提高。
1城市道路沥青路面病害的主要类型1.1裂缝在道路的沥青路面中经常遇到裂缝现象，是最常见的一种病害问题。
一般而言，早期的裂缝不会影响道路的整体结构，但如果不能第一时间采取措施有效解决，会加大裂缝的面积和深度等，进而会对人们的正常通行造成一定的影响，甚至引发交通事故，威胁到人们的生命健康。
同时，还会影响道路工程的寿命周期，大大降低其经济效益。
在沥青路面中，常见的裂缝包括以下几种。
第一，强度裂缝。
道路工程的路基和路面之间的强度不高，在车辆的反复碾压下，容易出现弯沉与下陷现象，最终形成强度裂缝。
第二，环状裂缝。
第30卷第1期2013年3月土木工程与管理学报Journal of Civil Engineering and Management Vol．30No．1Mar．2013收稿日期：2012-05-15修回日期：2012-06-16作者简介：周庆华（1977-），女，河南新乡人，副教授，博士，研究方向为沥青路面结构设计与材料性能（Email ：zqhlsg@126．com ）基金项目：陕西省教育厅科研计划（12JK0805）高模量沥青混凝土路面疲劳研究周庆华1，沙爱民2（1．陕西交通职业技术学院公路工程系，陕西西安710018；2．长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西西安710064）摘要：为了掌握高模量沥青混凝土道路结构在车辆荷载反复作用下的受力特点，采用ABAQUS 建立计算模型，针对带裂缝的半刚性基层高模量沥青混凝土面层的结构形式，对存在裂缝的道路结构进行应力强度因子计算和疲劳寿命分析。
结果表明，高模量沥青混凝土面层中反射裂缝的应力强度因子随高模量层模量的增加而提高；在疲劳断裂参数不改变的情况下，沥青路面的疲劳寿命将会降至原寿命的74．6%。
因此，改善高模量沥青混凝土材料自身的疲劳性能，是保证高模量沥青混凝土路面的疲劳寿命不受影响的必要条件，在高模量沥青混凝土应用技术中应增加关于高模量沥青混凝土疲劳性能技术指标的具体要求。
关键词：道路工程；高模量沥青混凝土；疲劳性能；应力强度因子中图分类号：U414．1文献标识码：A文章编号：2095-0985（2013）01-0030-05Research on Fatigue Performance for High Modulus Asphalt Concrete PavementZHOU Qing-hua 1，SHA Ai-min 2（1．Department of Highway Engineering ，Shaan'xi College of Communications Technology ，Xi'an 710018，China ；2．Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of Ministry of Education ，Chang'an University ，Xi'an 710064，China ）Abstract ：In order to master mechanical characteristics of high modulus asphalt concrete pavement ，fracture mechanics calculation and fatigue life analysis for the special road structure were completed using ABAQUS finite element software ，which road composed with semi-rigid base layer with cracks and high modulus asphalt concrete pavement．The results show that the stress intensity factor of reflection crack will increase with the modulus increasing of high modulus asphalt concrete pavement ，and the propagation life of reflection crack decreased to 74．6%of the original life．So in order to ensure that the fatigue life of high modulus of asphalt concrete pavement is not affected ，it is necessary to improve the fatigue performance of high modulus asphalt concrete ，and add the fatigue evaluation index into the applied technology of high modulus asphalt concrete．Key words ：road engineering ；high modulus asphalt concrete ；fatigue performance ；stress intensityfactor随着交通量的逐年增加，路面车辙已经成为高等级公路的主要病害类型，为了解决沥青路面的车辙问题，国内外的许多学者提出各种各样的解决方法，其中一种方法就是通过提高沥青混合料的模量来提高路面的抗车辙能力，混合料具有较高的劲度模量，其高温抗变形能力也会相应得到改善。
实践证明，高模量沥青混凝土作为一种新型道路材料，在减少车辙病害方面具有显著的优势。
但是，对于设置了高模量沥青混凝土材料的路面结构而言，单一结构层材料模量的提高会使得道路结构的受力状况发生比较大的变化，尤其是结构层层底弯拉应力产生的波动较大，这会直接影响道路结构的疲劳寿命。
为了准确掌握半刚性基层高模量沥青混凝土面层的受力特点，使第1期周庆华等：高模量沥青混凝土路面疲劳研究之能够与其它结构层形成合理组合，更好地发挥高模量沥青混凝土层的功能，本文从实际角度出发，针对带裂缝的半刚性基层高模量沥青混凝土面层这种结构形式，利用ABAQUS有限元软件，对存在裂缝的道路结构进行断裂力学和疲劳寿命分析。
1路面结构模型1．1基本假设进行路面结构的有限元计算，需对边界、荷载等作适当简化，本文假设各层都由均质、弹性、各向同性材料组成，各层之间的接触面为层间完全连续，其上位移完全连续，基层中心处存在裂缝，横向裂缝间距是均匀的，横向裂缝贯穿路面的整个宽度。
1．2路面结构计算采用我国目前常用的半刚性基层沥青路面结构形式，其中高模量沥青混凝土作为中、下面层，其路面结构各组成部分的材料如下：上面层为细粒式沥青混凝土，中、下面层为高模量沥青混凝土，基层材料为水泥稳定碎石，底基层材料为低剂量水泥稳定碎石。
各层材料的具体特性及厚度参数见表1。
表1各结构层材料参数序号结构层材料类型厚度/cm 弹性模量/MPa泊松比1上面层细粒式沥青混凝土H1=4E1=12000．352中/下面层高模量沥青混凝土H2=14E2=18000．353基层水泥稳定碎石H3=36E3=15000．24底基层低剂量水泥稳定碎石H4=16E4=9000．25土基E0=600．45 1．3行车荷载计算行车荷载采用标准双轮轴载100kN，胎压0．707MPa。
1．4计算模型及边界约束条件本文路面结构在水平方向和深度方向取其有限尺寸（10mˑ10m），应用三维实体单元进行离散处理，在非对称横断面上完全约束，对称面上限制垂直于对称面方向的位移，底部完全约束。
当车轮驶过裂缝上方时，会经历两个典型位置，分别为作用于裂缝上端的对称荷载和作用于裂缝上方一侧的偏载，由于正荷载作用下层底主要受压［2］，因此本文针对车轮作用于裂缝上方一侧的偏荷载进行建模分析，如图1所示。
图1偏荷载计算时采用20节点六面体二次减缩积分单元（C3D20R）作为基本的单元类型，路面结构模型的网格划分如图2所示，裂缝尖端网格划分如图3所示。
图2路面结构网格划分图3裂缝尖端网格划分2应力强度因子计算将高模量沥青混凝土设置在道路的中、下面层，半刚性基层裂缝向面层中的反射过程将产生一定程度的变化。
交通荷载作用下，面层裂缝扩展规律受多个因素影响，主要有面层模量、面层厚度、基层模量和基层厚度等，下文将分别对多个参数变化引起的应力强度因子变化情况进行分析，寻求高模量沥青混凝土层内应力强度因子的变化规律。
面层反射裂缝计算模型见图4。
图4路面结构计算模型·13·土木工程与管理学报2013年2．1高模量沥青混凝土层内应力强度因子的变化规律保持上面层、基层、底基层、土基模量和厚度不变，分别改变高模量沥青混凝土层的模量和厚度，分析高模量沥青混凝土层属性对反射裂缝扩展过程中K2的影响规律。
高模量沥青混凝土结构层的模量和厚度变化见表2。
表2高模量沥青混凝土结构层模量和厚度参数高模量层厚度/cm 高模量层模量/MPa备注141200141400141600 81012141800 142400高模量层厚度为中、下面层的总厚度。
其它结构层模量和参数见表1。
高模量沥青混凝土层参数变化时层内应力强度因子K2随裂缝扩展长度的变化规律如图5所示。
从图中可以看出，在偏荷载的作用下高模量沥青混凝土层内的应力强度因子K2随高模量层模量的增大而增大，且在裂缝扩展后期其随模量增大的幅度要明显大于裂缝扩展初期。
裂缝初期（裂缝长度2cm），沥青层模量提高50%时，K2增加2．6kPa·m1/2，沥青层模量提高100%时，K2也仅仅增加3．7kPa·m1/2，到了后期（裂缝长度12cm），当沥青层模量提高50%时，K2增加18．7kPa·m1/2，沥青层模量提高100%时，K2增加34．1kPa·m1/2，也就是说裂缝扩展后期K2受高模量沥青混凝土层模量的影响比在裂缝扩展初期大得多。
计算结果说明，当高模量沥青混凝土代替普通沥青混凝土作为中、下面层时，虽然道路结构承载能力得到提高，但是中、下面层中反射裂缝尖端应力场的强度却也显著提高，这对保持和改善道路结构抗疲劳开裂性能是不利的，因此在设置高模量沥青混凝土层时，仅仅强调模量的提高是不够的，必须对高模量沥青混凝土材料自身的抗疲劳性能也提出相应的要求，这样才可以保证道路结构整体承载能力提高的同时，抗疲劳性能也能相应地得到改善。
图6显示，高模量沥青混凝土层厚度的减小也将提高高模量沥青混凝土层反射裂缝的应力强度因子K2，这意味着降低高模量沥青混凝土层的厚度，对保持和改善道路结构抗疲劳开裂性能也是不利的。
由于设置高模量沥青混凝土层的目的一方面在于提高道路结构的整体强度，另一方面也能适当地降低面层结构的厚度，节约建设成本。
因此，若考虑减薄高模量沥青混凝土层，必须对高模量沥青混凝土材料自身的抗疲劳性能也提出相应的要求。
图5高模量沥青混凝土层模量对应力强度因子K2的影响规律图6高模量沥青混凝土层厚度对应力强度因子K2的影响规律2．2上面层内应力强度因子的变化规律保持上面层、基层、底基层、土基模量和厚度不变，改变高模量沥青混凝土层的模量和厚度，来分析高模量沥青混凝土层属性对上面层内反射裂缝扩展过程中K的影响规律。
