车轮荷载作用下沥青路面孔隙水压力波动传导效应

Based on literal review and self research experience, the assumption that asphalt pavement holes are water saturated is believed to harm the reliability of the conclusions with the reason that it ignores the greatly fluctuation conduction of pore pressure, which is similar to water hammer in pressure conduit. Nor does the percolation theory can accurately disclose pore pressure fluctuation..Thus it is necessary and urgent to carry out research on typical hole structure design and hydraulic parameter test. It is necessary to research on asphalt concrete dynamic pore pressure simulation and its time-history curve. It is necessary to research on asphalt concrete crack extension rule based on indexes such as pore pressure and four-point-bending strength. Considering the inadequate accuracy of ICT in asphalt concrete void measure and the final purpose of hole structure research should be void flow characteristics and hydraulic parameters, holes in series, in parallel and network of different roughness should be tested with hydraulic parameters and pore pressure. Thus the conduction characteristics of pore pressure throughout pavement hole structure should be studied, which discloses the mechanical rule of asphalt pavement moisture damage together with pore pressure induced crack extension and strip rule.

水损害是沥青路面常见损坏类型之一。本项目通过调研已有研究成果，认为在动水压力研究中假设沥青路面孔隙是水饱和的影响了研究结论的可靠性，因为该假设未能考虑孔隙水传导中存在类似于有压管道中水击的水压力大幅度波动。以渗流理论研究孔隙水压力同样无法准确揭示其波动特性。.为此，本项目以典型孔隙结构设计与水力参数测试、沥青混凝土动水压力模拟试验与孔隙水压力时程曲线测试、基于孔隙水压力与四点弯拉强度等指标的裂缝扩展规律为研究内容。考虑到以工业CT技术观测沥青混凝土孔隙结构存在的准确性问题和实际困难，以及孔隙形态分析的最终目的是孔隙水流特性研究和水力参数测试，对串联孔(孔径不同的管串联)、并联孔、孔网和孔壁粗糙度不同的典型孔隙进行水压力试验监测和水力参数提取，以反映沥青路面孔隙中水压力波传导规律，并结合孔隙水压力致裂缝扩展和沥青膜剥落等规律揭示其对沥青路面水损害的影响机制。

随着对沥青路面水损害和渗水性能的研究不断深入，对车轮荷载作用下沥青路面孔隙水压力波动传导规律的研究变得越来越重要。本项目在调研国内外研究现状的基础上，开发了沥青路面孔隙水压力模拟测试装置与方法，开展了大量试验研究。.（1） 首先基于水击理论分析沥青路面孔隙水压力变化规律，推导得到孔隙水压力波动方程，再通过测试典型空隙率水平的沥青混凝土试件的内、外部水压力时程曲线，求解波动方程得到试件不同深度处的孔隙水压力响应，从而从孔隙水压力波动的角度分析了沥青路面发生水损害的原因；.（2）提取和统计试件内、外部水压力时程曲线中的冲量、峰值差和反转压力差等参数，进一步揭示了沥青路面点状孔隙区域在单次或重复车轮荷载作用下的孔隙水压力传导规律；.（3）对模拟动水冲刷过程中沥青混凝土试件的渗水系数和CT密度等指标进行测试，分析了冲刷过程中试件轴向的渗透性能和试件内沥青胶浆的密度状态变化规律；.（4）应用所开发的装置对堵塞的沥青混凝土试件施加重复荷载，并实时测试疏通过程中的试件内、外部水压力，初步分析了仅可竖向排水条件下多孔性沥青路面的疏通方法；.（5）基于振动理论分析沥青路面孔隙水压力变化规律，求解了不同密实程度沥青混凝土的阻尼系数，为分析不同孔隙结构的沥青混凝土提供了基础。