美国试验路.ppt

1、1,典型道路试验,2,道路试验检测,对于交通量大的道路，全面试验是最 可靠的办法. 基层、面层铺成不同的厚度. 对变形、开裂、结构和交通量等进行长期的观察，有利于作出最经济的系统设计。 轮迹试验是改善路面设计的关键. 试验路段可能出现失败的情况.,3,美国道路试验 1922-1923,贝特斯道路试验1922-1923 -斯普林菲尔德, 伊利诺. -68 路段 -材料:砖、沥青混凝土、水泥混凝土. -荷载250013000磅 固体橡胶轮胎.,4,美国道路试验 1923-1950,公路局：阿灵顿道路试验. 公路局和HRB沥青研究所：叙布拉山谷试验 斯托克顿道路试验(USACOE12个道路试验之一)

2、 美军工程兵洛克伯恩空军基地道路试验 维克斯堡小组，柔性路面实验室,5,美国道路试验 1950-1961,WASHO 道路试验： 刚性路面HRB指导工程：1950-1951 柔性路面HRB指导工程：1952-1954 AASHO 道路试验, 1956-1961，HRB指导工程 (原计划1951实施,因为WASHO道路试验而修改部分计划),6,美国道路试验,目的： 从1920年开始，固体橡胶的使用、轮胎气压的增大和双轮胎的出现，使得车辆负荷增加。 1932：AASHO推荐16000磅单轴； 1942：AASHO推荐18000磅单轴(二战期间)； 1946：AASHO推荐18000磅单轴 3200

3、0磅双轴.,7,一、美国WASHO道路试验,柔性路面 1952年夏天建成，1954年5月完成试验 沥青混凝土，厚50或100毫米 结构总厚度：150550毫米 两个环路，四车道的试验检测，共46个试验段,8,荷载 每个车道采用一个荷载 单轴：15和22.4千磅 多轴：32和40千磅 除1954年春季外，冬春季节没有交通。,9,WASHO道路试验成果: 冻融作用显著; 结构变异明显； 密集配优质AC的性能； 路面表面垂直变形(弯沉)的广泛应用(贝克曼梁的发展)； 弯沉测量促致道路面层设计过程的发展; 路肩的作用; 多车轴负荷和早期当量效果的破坏性效应 18千磅单轴30千磅双轴 22.4千磅单轴4

4、0千磅双轴,10,二、美国AASHTO道路试验,施工：1956年8月至1958年9月 车辆试验：1958年10月至1960年11月 专门研究：1961年春季和初夏,11,12,目标: 路面性能中的数量、种类和荷载大小 车轴、车辆总载对桥梁的影响 有关专项研究: 路肩铺装 路基类型 轮胎尺寸和压力 重型军用车辆 路面养护效果 试验仪器、试验程序、图表、配比等试验段特征,13,环境条件 平均气温(七月) 24.5(华氏76度) 平均气温(一月) -2.8(华氏27度) 年平均雨量 837毫米(34英寸) 平均霜冻深度 711毫米(28英寸) (水温条件良好),14,设计要点(柔性路面): 面层厚度

5、(3级) 基层厚度(3级) 垫层厚度(3级) 333 (3-6环道) 柔性路面结构总数:468,15,设计要点(刚性路面): 加强型面层结构 (2级) 基层厚度(4级) 垫层厚度(3级) 243 (3-6环道) 刚性路面结构总数:368,16,柔性路面材料及结构组合 面层： HMA，密级配沥青混凝土，85-100 pen 沥青 基层: 石灰石，200mm筛孔通过率10%，平均 CBR=107.7 底基层: 砂石混合料，200mm筛孔通过率6.5%，CBR = 28 51 路基: A-6 土(粉性土/粘性土)，200mm筛孔通过率82%，平均CBR=2.9，最佳含水量=13%,17,面层：HMA

6、，16英寸厚 基层：09英寸厚 底基层：016英寸厚 最厚结构：6英寸 HMA+9英寸 基层+16英寸底基层 用于重载交通，试验结束时2.6-3.6 PSI 最薄结构：1英寸 HMA，用于轻交通,18,柔性路面最终试验结果： 大多数结构均有不同程度的损坏，包括最厚结构部分也连续损坏； 大部分损坏出现在春融期，可见冰冻是主要的破坏原因； 试验结果表明，较厚的基层及底基层有助于减轻冰冻的损害程度。,19,刚性路面材料 水泥: I类，波特兰水泥， 用量：334.6Kg/m3，最大w/c=0.47 14天抗压强度=3500PSI 14天抗折强度=550PSI(1/3点) 坍落度=1.52.5英寸 集料

7、最大粒径=1.52.5英寸 底基层及路基和柔性路面相同,20,结构：厚2.512.5英寸路面板+ 09英寸底基层 传力杆：全部设置尺寸不同的传力杆 最厚结构：12.5英寸路面板+9英寸底基层，用于重载交通，试验结束时PSI=4.24.5 最薄结构：2.5英寸路面板，用于轻交通，试验结束时PSI=4.2-4.4,21,刚性路面结构，大部分路面结构完好，试验结束时大多数路段PSI=3.84.4左右。,22,AASHO道路试验所得结论： 荷载和层厚呈线性关系，施工变异可以量化； 揭示了路面经过特别设计便可以承受大交通量的重荷载； AASHO的设计方程影响了早期的路面设计计算公式，揭示了冻融现象对路面

8、结构的影响；,23,厚层AC和PCC板的优点； 加速了路面研究的发展； 控制荷载数据对未来40年的相关研究都有很重要的意义。,24,三、美国道路试验-Wes Track,Wes Track是一个大规模专用试验道路，1995年建于内华达州雷诺市东南方约100公里附近的内华达汽车试验中心(Nevada Automotive Test Center,简称为NATC)内。,25,当时的试验路段：,26,目前的试验段：,27,该地区年平均降雨量少於1000mm，且无冰冻现象，很适于专门评价不同沥青混凝土面层的性能差异； Wes Track试验为FHWA的热拌沥青混凝土成效规范之现场加速试验中的一部份。,

9、28,试验研究主要目的: 收集改进编制热拌沥青混凝土相关规范所需的数据，特别著重于了解当沥青含量、空隙率、及粒料级配偏离设计值时,对铺面成效的影响； 加速验证Superpave所提出的配合比设计方法，及使用性能预估数学模型的适用性。,29,Wes Track的两个直线段上，共铺筑了26种不同配合比的沥青混凝土铺面。 不同配合比的沥青混凝土根据设计生产，并先在内侧车道进行试铺后，根据试铺结果将不同配合比的沥青混凝土铺筑于承受重载的外侧车道。 所采用沥青材料根据PG规范选择，一般不会出现温缩裂缝，评价重点为疲劳裂缝和车辙变形。,概况,30,内侧试铺车道为施工控制试验区域，70m长的外侧车道，分成三

10、个区域。 前25m为过渡区，作为施工时不同材料和压实度变化的调整区，及衔接上一段路面荷载的缓冲段，中间40m长路段为正式试验区，为对经重载辗压後的路面状况进行观测的主要区域，最后5m路段为破坏性试验区。,概况,31,全长2.9公里的椭圆形车道，由两个直线段和连接这两个直线段的曲线所组成。 宽度由两个3.7公尺的车道、内侧0.6公尺宽的砾石路肩和外侧为1.2公尺沥青混凝土路肩组成。,概况,32,概况,33,Wes Track研究小组 由FHWA召集的NATC工程师 两家工程顾问公司 一家工程公司 内华达大学、奥瑞冈州立大学、柏克莱加州大学,34,两年内，对该专用试验路面施加了1 ESAL的交通荷

11、载； 其特殊车辆由一部前单后双轴牵引车，后拖三部共五个单轴的挂车； 牵引车单轴重53.4KN，双轴重178KN，挂车单轴重89KN。 试验过程中每两周要进行一次为期两天的使用性能观测。 两年时间内，车辆每天以约65公里的时速行驶20小时。,荷载,35,荷载,36,由于车辆保养维护及驾驶人员在单调的车道上长时间行驶，存在较大的安全隐患，Wes Track研究小组特别建议采用无人驾驶的自动控制系统并配合智能型运输系统(Intelligent Transportation System，简称为ITS)的研究。,37,级配组成,38,结构试验,39,沥青层厚度,40,由于到专用试验铺面可能受所在地的地域性影响，最好在每个不同环境，不同土基强度及不同荷重状况的地区，都建立专用的试验铺面，以便完整地控制各项重