瀝青混合料高溫抗車轍性能影響因素的試驗(yàn)研究

1、瀝青混合料高溫抗車轍性能影響因素的試驗(yàn)研究 蘭州理工大學(xué)碩士學(xué)位論文瀝青混合料高溫抗車轍性能影響因素的試驗(yàn)研究姓名:郭瑞申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):巖土工程指導(dǎo)教師:李萍20210501碩十學(xué)位論文摘 要瀝青路面具有良好的路用性能,在國內(nèi)外的道路建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用,據(jù)統(tǒng)計(jì)在我國已建成的高速公路中,%以上均采用瀝青路面。在夏季持續(xù)高溫季節(jié),普通瀝青路面在行車荷載作用下很容易產(chǎn)生車轍。車轍不僅縮短了瀝青路面的使用壽命而且降低了瀝青路面的效勞質(zhì)量,給國民經(jīng)濟(jì)帶來較大損失。首先,本文基于馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn),確定出了間斷密級(jí)配瀝青混合料和添加抗車轍劑的一 瀝青混合料以下簡稱. 抗車轍劑瀝青混合料的最正確瀝

2、青用量,并分析了抗車轍劑對(duì)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果的影響。其次,通過室內(nèi)車轍試驗(yàn)分析了礦料級(jí)配組成、瀝青用量、碾壓次數(shù)、試驗(yàn)溫度及抗車轍劑用量對(duì)間斷密級(jí)配瀝青混合料高溫抗車轍性能粉用量,可以充分發(fā)揮間斷密級(jí)配中集料的嵌擠作用;馬歇爾試驗(yàn)的最佳瀝青用量比車轍試驗(yàn)的最正確瀝青用量高.%.%;在瀝青用量不增加的條件下,間斷密級(jí)配瀝青混合料抗車轍劑的最正確用量為.%;本文也分析了礦料級(jí)配組成、碾壓次數(shù)及抗車轍劑用量對(duì). 瀝青混合料高溫抗車轍性能的影響,并將其與. 抗車轍劑瀝青混合料進(jìn)行了對(duì).比。試驗(yàn)結(jié)果說明:在試驗(yàn)條件下相同的前提下, 抗車轍劑瀝青混合料較. 瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度值有明顯的提高,最小提高幅度為

3、%;. 抗車轍劑瀝青混合料只有形成骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu),其高溫抗車轍性能才能得到改善;在最正確瀝青用量條件下,. 抗車轍劑瀝青混合料的最正確抗車轍劑用量為.%。關(guān)鍵詞:車轍試驗(yàn);馬歇爾試驗(yàn);動(dòng)穩(wěn)定度;高溫穩(wěn)定性:抗車轍劑瀝青混合料高溫抗車轍性能影響岡素的試驗(yàn)研究自目目自穹自自毫目 自自,. ,% . , ., ,. ,?,.,?。 , , ?,. 耋.%.%.%.,.?, . . . %.,一 ? .,一,.%.,:,碩十學(xué)位論文,蘭州理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體

4、已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要奉獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承當(dāng)。日期:知向年月,日作者簽名:新嬸學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保存并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)蘭州理工大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于、保密口,在 年解密后適用本授權(quán)書。、不保密鹵。請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“作者簽名: 日期:叫。年月,口日日期:導(dǎo)師簽名:詹卅?年月尸

5、日番李柳可碩十學(xué)位論文第章 緒論.課題背景及研究意義改革開放的三十年,是我國歷史上公路開展速度最快、規(guī)模最大、最具活力的時(shí)期。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì),在這短短的 年當(dāng)中我國公路里程增加了 .萬公里,高速公路從無到有,公路通達(dá)深度和覆蓋面有了很大提高。 年全國公路通車總里程已到達(dá) 萬公里,高速公路總里程已達(dá) 公里。路面是高等級(jí)公路的重要組成局部,公路路面相對(duì)于路基而言雖然只是薄薄的一層,但其工程造價(jià)卻占到了公路工程總造價(jià)的 % %。路面作為道路直接與行車發(fā)生關(guān)系的“界面,其工程質(zhì)量具有特殊而重要的意義。目前全國已建成的高級(jí)、次高級(jí)瀝青路面公路里程約占總道路總罩程的%,其中高級(jí)瀝青路面突破了 萬公里。在已

6、建成的高速公路中,約%采用了瀝青混凝土路面?。通過近三十年的不斷努力,我國在公路瀝青路面修筑,特別是高速公路的瀝青路面修筑方面已形成了以路面結(jié)構(gòu)、材料、設(shè)計(jì)、施工和檢測(cè)為核心的成套技術(shù),路面的基層和面層均有了明顯的改善。京津塘高速公路、首都機(jī)場(chǎng)高速公路及八達(dá)嶺高速公路等工程建成通車,對(duì)我國高速公路瀝青路面建設(shè)有很大的促進(jìn)作用。雖然我國瀝青混凝土路面的建設(shè)在短短的三十年中取得了很大的開展,但是瀝青混凝土路面普遍存在的技術(shù)和質(zhì)量問題的兩個(gè)主要方面,即耐久性和路面的早期損壞卻仍未從根本上的得到解決,并且國民經(jīng)濟(jì)高速開展而帶來的公路交通量大幅度地增加,高速公路、一級(jí)公路的交通渠道化,超載重載的情況愈演

7、愈烈,加之夏季罕見持續(xù)的高溫,導(dǎo)致公路瀝青路面出現(xiàn)的新問題又接踵而來。這些己成為影響我國公路健康開展的突出問題。而瀝青路面的早期破壞中尤其以高溫車轍破壞最為突出。瀝青混合料是一種典型的粘彈性材料,其物理力學(xué)性能與溫度和荷載作用時(shí)間密切相關(guān),特別是它的強(qiáng)度和勁度模量隨著溫度的升高而顯著降低。普通瀝青混合料路面不添加抗車轍劑在夏季溫度到達(dá)瀝青混合料路面溫度為時(shí),在重交通荷載的重復(fù)作用下,且由于交通的渠道化,逐漸形成下凹,兩側(cè)鼓起的永久性變形即所謂的“車轍。這種永久性變形是現(xiàn)代高等級(jí)瀝青混合料路面最常見的高溫病害。我國大局部地區(qū)夏季日平均氣溫高達(dá),在這樣高瀝青混合料高溫抗車轍性能影響岡素的試驗(yàn)研究的

8、溫度條件下,一方面由于黑褐色瀝青自身具有較強(qiáng)的吸熱性能,使整個(gè)路面形成一個(gè)巨大的溫度場(chǎng)加速其變形,同時(shí)又由于普通瀝青混合料路面自身的抗變形能力相對(duì)較差,以致在夏季高溫條件下,隨著溫度的升高,瀝青混合料路面逐漸產(chǎn)生車轍變形。車轍不僅影響行車的舒適性,而且對(duì)交通平安造成威脅。正是由于瀝青混合料自身所固有的粘彈特性、影響瀝青路面高溫性能因素的多樣以及車轍形成機(jī)理的復(fù)雜性等因素的綜合作用,使得解決瀝青混合料路面的高溫穩(wěn)定性問題已成為一個(gè)世界性的難題。正是在這樣的情況下,通過在瀝青混合料中添加一定量的外加劑以形成一種新型的瀝青混合料或者通過改變?yōu)r青混合料的礦料級(jí)配組成等措施,以改善瀝青路面的高溫抗車轍性

9、能,已成為當(dāng)前從事公路與城市道路研究人員解決瀝青路面高溫車轍問題的一種解決途徑。.瀝青混合料的開展概況及其高溫穩(wěn)定性能概述.瀝青混合料的開展概況約在公元前的年,在巴比倫鋪筑了第一條瀝青路面,但這種技藝不久便失傳了。一直到 世紀(jì),人們才有用瀝青混凝土來筑路。據(jù)記載, 年在英國開始進(jìn)行煤瀝青碎石路面鋪筑; 年在巴黎首次用碾壓法進(jìn)行瀝青路面鋪筑; 年前后在倫敦、華盛頓、紐約等地采用瀝青做路面鋪筑。人們?cè)谥纷鳂I(yè)時(shí),感到瀝青需要加熱,致使其使用上很方便,年在科諾大學(xué)廣場(chǎng)上開始第一次使用稀釋瀝青。當(dāng)時(shí),瀝青路面還只限于在道路外表涂刷一層瀝青,即現(xiàn)在的單層瀝青外表處治。在此以前,均可以稱為是瀝青材料在道路

10、工程中使用的啟蒙時(shí)期。第二個(gè)時(shí)期大約在世紀(jì)的年代到年代。 年美國首先提出針入度作為瀝青的分級(jí)指標(biāo)。 年德國馬爾庫遜提出了最初的瀝青組分分析方法,研究了瀝青的組分含量同路用性能的關(guān)系】口近幾年來,隨著公路等級(jí)的不斷提高,對(duì)瀝青材料提出了更高的要求,促使研究工作進(jìn)一步深入開展。在瀝青指標(biāo)方面,除了針入度、延度、軟化點(diǎn)等目前常用的三大指標(biāo)外,先后提出了脆點(diǎn)、含蠟量、組分分析、粘附性以及旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱老化等一系列非常規(guī)指標(biāo)。還應(yīng)用流變學(xué)理論和方法研究了瀝青的粘彈性力學(xué)、蠕變、應(yīng)力松弛、瀝青性能對(duì)溫度和時(shí)間的依賴關(guān)系,以及勁度和針入度指數(shù)等流變學(xué)有關(guān)的指標(biāo)。與此同時(shí),出現(xiàn)了各種改性瀝青。碩士學(xué)位論文縱觀國

11、際瀝青混合料的開展史上,大體上經(jīng)歷了三個(gè)具有里程碑的階段【。.在路面結(jié)構(gòu)類型方面,簡單的瀝青外表防治已不能滿足交通要求,出現(xiàn)了用拌制的瀝青混合料鋪筑路面。年代,在美國的工程兵團(tuán)供職的馬歇爾工程師提出了著名的馬歇爾試驗(yàn)方法,并提出了初期的馬歇爾穩(wěn)定度等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)定方法。.年代初,美國試驗(yàn)路的鋪筑和大量的試驗(yàn)研究結(jié)果的發(fā)表,使瀝青路面的設(shè)計(jì)、施工、結(jié)構(gòu)、材料發(fā)生了根本的變化。這個(gè)工作是從年代開始的,試驗(yàn)路的成果是集當(dāng)時(shí)研究成果之大成,許多成果成為美國路面設(shè)計(jì)指南及一系列施工標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。.年代初,美國戰(zhàn)略公路研究方案及研究工程的進(jìn)行,使瀝青及瀝青混合料的研究開創(chuàng)了一個(gè)新的紀(jì)元。國際上對(duì)瀝青混合料的

12、研究得到了前所未有的重視。延續(xù)了半個(gè)世紀(jì)的瀝青標(biāo)準(zhǔn)、瀝青混合料的體積設(shè)計(jì)方法,受到了瀝青結(jié)合料路用性能標(biāo)準(zhǔn)及瀝青混合料性能設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)和沖擊,就世界范圍而言,這方面的工作目前正在緊張的進(jìn)行之中,尚未最終完成。這個(gè)時(shí)期,我國在瀝青路面方面通過了三個(gè)五年方案的科技攻關(guān),也取得了很大的進(jìn)展?！傲鍑铱萍脊リP(guān)期間,依托天津疏港公路瀝青路面研究了一系列瀝青路面的修筑技術(shù),包括抗滑性能研究。針對(duì)我國生產(chǎn)的普通石油瀝青進(jìn)行了瀝青混合料的性能及改性瀝青研究。“七五國家科技攻關(guān),由交通部和石油部合作,研制開發(fā)了國產(chǎn)重交通道路石油瀝青,并對(duì)其性能進(jìn)行了較為的試驗(yàn)研究。這期間,修訂了?公路瀝青路面施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?和?

13、瀝青路面施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)?,一系列科技成果納入了標(biāo)準(zhǔn)?！鞍宋鍑铱萍脊リP(guān)期間,主要借助美國的“戰(zhàn)略公路研究方案,針對(duì)當(dāng)前國產(chǎn)的七種代表性瀝青及瀝青混合料進(jìn)行了較為全面系統(tǒng)的研究,且提出了符合我國不同自然區(qū)域道路實(shí)際情況于路用性能的氣候分區(qū),提出了瀝青及瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo)及相應(yīng)的試驗(yàn)方法,包括高溫、低溫、水穩(wěn)定性等各個(gè)方面,并提出了初步的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建議值。盡管自從年代以來國內(nèi)外許多從事瀝青混合料研究的人員在瀝青和瀝青混合料方面作了大量的研究,但是由于瀝青是一種成分比擬復(fù)雜的的無定型高分子化合物,同時(shí)瀝青路面又是在復(fù)雜多變的氣候與交通荷載的條件下工作,如何將各種情況下瀝青路面的使用品質(zhì)同瀝青及瀝青混

14、合料的性能指標(biāo)聯(lián)系起來,尚需有待進(jìn)一步研究。瀝青混合料高溫抗車轍性能影響岡素的試驗(yàn)研究.瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能瀝青路面高溫穩(wěn)定性能,是指瀝青路面在夏季高溫通常為路表溫度條件下,經(jīng)車輛荷載長期反復(fù)作用后,不產(chǎn)生車轍、推移擁包等病害的性能。瀝青混合料是一種粘彈性材料,其物理力學(xué)性能與外界環(huán)境溫度和荷載大小及其作用時(shí)間密切相關(guān)。瀝青路面在使用期間,經(jīng)歷了從低溫到高溫不同環(huán)境條件的考驗(yàn)。通常所說的瀝青路面“高溫穩(wěn)定性能中的“高溫條件是指瀝青路面在使用過程中受交通荷載的反復(fù)作用,容易產(chǎn)生車轍、推移、擁抱、泛油等永久變形的溫度范圍。道路使用的實(shí)踐表明,在通常的汽車荷載條件下,永久變形主要是在夏季氣溫高于左

15、右,已經(jīng)到達(dá)或超過了道路瀝青的軟化點(diǎn)溫度情況下容易產(chǎn)生,且隨著外界環(huán)境溫度的升高和荷載的加重,變形愈大。相反,低于這個(gè)溫度,就不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的變形。也就是說,所謂的“高溫條件通常是指外界環(huán)境溫度高于 的氣溫條件。根據(jù)瀝青材料的溫度時(shí)間換算法那么,長時(shí)間承受荷載與溫度條件是等效的,而且時(shí)間是累積的。車輛在高速公路上以 /的速度行駛,對(duì)路面瀝青層的作用時(shí)間不超過. ,而在城市道路的交叉口、停車站,車輛停車時(shí)間 ,相當(dāng)于正常行車 輛的情況。因此,通常所說的高溫穩(wěn)定性也應(yīng)包括長時(shí)間荷載作用情況。瀝青路面在高溫條件下或長時(shí)間承受荷載作用,瀝青混合料會(huì)產(chǎn)生顯著的變形,其中不能恢復(fù)的局部即通常所說的永久變形。

16、永久變形降低了瀝青路面的使用性能,危及行車平安,從而縮短了路面的使用壽命。由于瀝青混合料所固有的粘彈性、影響瀝青路面高溫貼特性的因素的多樣性、車轍形成的復(fù)雜性,使得永久變形成了一個(gè)世界性的難題,防治瀝青路面的永久性變形即車轍也就成了世界各國公路技術(shù)人員的重要研究課題。美國戰(zhàn)略公路研究方案的瀝青研究工程在執(zhí)行期間,總經(jīng)費(fèi)萬美元中有萬美元用于永久變形的研究上。該研究的研究人員在對(duì)現(xiàn)有的瀝青混合料高溫特性試驗(yàn)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)的根底上,提出了新的試驗(yàn)、評(píng)價(jià)方法。我國公路研究人員對(duì)瀝青混合料的高溫特性進(jìn)行過大量的試驗(yàn)研究,并且取得了許多有價(jià)值的研究成果,提出了適合我國國情的瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn),

17、使我國瀝青路面的高溫穩(wěn)定性問題的到了有效的控制。其中主要成果有:“六五國家科技攻關(guān)期間,依托對(duì)天津疏港公路瀝青路面的研究,用粘彈性理論計(jì)算車轍深度,用單軸蠕變碩十學(xué)位論文試驗(yàn)確定有關(guān)參數(shù),提出了我國各個(gè)地區(qū)的有效溫度;“七五國家科技攻關(guān)期間,在瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性方面,進(jìn)行了車轍試驗(yàn)、蠕變?cè)囼?yàn)、環(huán)道試驗(yàn)及加速加載試驗(yàn);“八五國家科技攻關(guān)期間,在瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性方面,提出了瀝青及瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo)和相應(yīng)的試驗(yàn)方法【。瀝青混合料高溫穩(wěn)定性常見的病害有以下幾種】:.推移、波浪、擁包推移、波浪、擁包等損壞主要是由于瀝青混合料路面在水平荷載作用下抗剪強(qiáng)度缺乏所引起的。導(dǎo)致此類瀝青混合料抗剪強(qiáng)度

18、缺乏的主要原因有:混合料用油過大,細(xì)集料或填料過多,瀝青標(biāo)號(hào)選擇不適宜,在瀝青混合料鋪筑之前外表平整度差,上下層間光滑接觸,無層間黏結(jié)力等。其外界原因那么可能是夏季高溫時(shí)間長、交通量大、車速慢,特別是剎車較多的路段,如道路彎道、陡坡路段、城市公共汽車站附近等處,易產(chǎn)生推移、波浪、擁包等損壞。.泛油泛油是指瀝青混合料內(nèi)部多余的瀝青在車輛荷載作用下向?yàn)r青路面外表遷移的結(jié)果。瀝青移向外表,使路外表光滑、抗滑性下降,在潮濕情況下嚴(yán)重影響車輛的行車平安。泛油的主要原因是瀝青用量過大或壓實(shí)瀝青混合料的殘留空隙率太小。.車轍車轍是路面行車道輪跡帶在車輛荷載反復(fù)作用下形成的永久下陷變形的累積結(jié)果。車轍的產(chǎn)生會(huì)

19、嚴(yán)重影響瀝青混合料路面的效勞質(zhì)量和使用壽命。車轍出現(xiàn)后路面的平整度下降,雨天路外表排水不暢,降低了路面的抗滑能力,甚至?xí)捎谲囖H內(nèi)積水而導(dǎo)致車輛飄滑,影響高速行車的平安。當(dāng)然,車轍槽內(nèi)是否會(huì)積水,與車轍深度和路面橫斷面的坡度有關(guān)。由于車轍使得路面橫斷面方向高度起伏變化大,車輛在超載或更換車道時(shí)方向失控,從而影響車輛操作的穩(wěn)定性。車轍是高速公路瀝青路面最有危害的破壞形式之一。由于瀝青混合料所固有的粘彈特性、影響瀝青路面高溫特性的因素的多樣性、車轍形成的復(fù)雜性,使永久變形成了一個(gè)世界性難題,防治瀝青路面的車轍也成了世界各國公路技術(shù)人員的重要研究課題。通常研究瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性,主要是針對(duì)瀝青路

20、面的車轍而言的。為了防止瀝青混合料路面出現(xiàn)車轍,提高其高溫抗車轍能力有重要的意義。瀝青混合料高溫抗車轍性能影響岡素的試驗(yàn)研究.瀝青路面車轍問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.國外研究現(xiàn)狀早在 年美國試驗(yàn)路研究期間,對(duì)車轍路段進(jìn)行了開挖,提出的報(bào)告認(rèn)為產(chǎn)生車轍的主要原因是剪切應(yīng)力,由此結(jié)果推薦使用高強(qiáng)度的路面材料【】。年開展了限制路基應(yīng)變的標(biāo)準(zhǔn),使用了彈性或粘彈性的層狀體系來預(yù)測(cè)路面結(jié)構(gòu)的永久變形】。年對(duì)這種方法進(jìn)行了進(jìn)一步研究【】。年,在第三屆瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)國際會(huì)議上,和提出了層應(yīng)變法 。年第五屆瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)國際會(huì)議以后,車轍問題的研究熱點(diǎn)開始轉(zhuǎn)移到面層上來。年,建立了瀝青路面的非線性粘彈性低溫應(yīng)力松

21、弛模型【】。對(duì)澳大利亞一條幾百公里的道路進(jìn)行了實(shí)測(cè),并用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對(duì)路面外形的資料進(jìn)行了分析。使用了一個(gè)小變形的模型來預(yù)測(cè)渠化和漫游交通車轍的不同【】。這個(gè)模型包含了溫度和荷載速率依賴,以及塑性組件,成功地預(yù)測(cè)了大多數(shù)路面的永久變形行為。但對(duì)一些路面結(jié)構(gòu),預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)際路面不相符合。對(duì)簡單剪切實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行了大量研究,認(rèn)為試件的長高比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大影響,建議使用長方體試件【 。對(duì)瀝青材料的疲勞和車轍的線性粘彈性特性進(jìn)行了評(píng)述,將評(píng)價(jià)疲勞和抗車轍能力的標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際路面進(jìn)行了比照,認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)瀝青路面車轍的評(píng)價(jià)和實(shí)際情況有差異,提出了以損失能 作為評(píng)價(jià)瀝青路面的抗車轍能力和疲勞裂縫的標(biāo)準(zhǔn)【。對(duì)簡單剪切

22、實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行了大量研究,認(rèn)為試件的長高比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大影響,建議使用長方體試件【引。年,通過對(duì)瀝青路面的頻率掃描實(shí)驗(yàn)和恒定高度的重復(fù)簡單剪切實(shí)驗(yàn)得出,剪切特性具有非線性;適當(dāng)?shù)脑嚰螤詈统叽缡欠浅Ｖ匾?。等做了簡單剪切?shí)驗(yàn),得到結(jié)論:如果使用較小的長高比,那么會(huì)低估剪切模量。做了單軸壓縮實(shí)驗(yàn)和恒定高度剪切實(shí)驗(yàn),對(duì)單軸壓縮實(shí)驗(yàn)來說,圓柱體直徑 、高度就能精確表征動(dòng)態(tài)模量和永久變形,恒定高度剪切實(shí)驗(yàn)?zāi)敲床灰蕾囋嚰某叽纭Ｄ?美國和提出了幾種新建和改建瀝青路面的車轍預(yù)估模型,在路面設(shè)計(jì)中考慮了車轍的因素,以車轍深度作為控制車轍的指標(biāo)。碩十學(xué)位論文.國內(nèi)研究現(xiàn)狀在國內(nèi),朱永靈、林繡賢應(yīng)用線性粘彈性理論

23、研究瀝青路面的永久變形【 。林繡賢對(duì)瀝青面層永久變形計(jì)算中有關(guān)參數(shù)確實(shí)定方法進(jìn)行了研究。許志鴻等以粘彈性層狀體系理論為根底,結(jié)合蠕變實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果,提出了一種簡化的高等級(jí)公路瀝青路面車轍的預(yù)估方法,比擬符合我國的實(shí)際情況【 。徐世法、朱照宏在分析瀝青路面永久變形時(shí),應(yīng)用了粘彈性理論,采用了“四單元五參數(shù)的模型,提出了一個(gè)較為合理的車轍預(yù)估方法,采用單軸蠕變實(shí)驗(yàn)確定參數(shù),并在車轍預(yù)估模型中考慮了側(cè)向隆起,提出了以粘性勁度模量作為評(píng)價(jià)瀝青路面車轍的標(biāo)準(zhǔn)【】。徐世法、朱照宏針對(duì)我國高等級(jí)瀝青路面結(jié)構(gòu)的具體特點(diǎn)提出以容許車轍深度作為車轍的控制指標(biāo),并給出了瀝青路面容許車轍深度范圍,指出了有效的車轍

24、防治措施¨。徐世法、朱照宏利用蠕變實(shí)驗(yàn)對(duì)瀝青混合料的高溫變形特性進(jìn)行了分析,提出了一種有效地表征瀝青混合料變形特性的流變學(xué)模型,建立了一種高等級(jí)道路瀝青路面車轍的預(yù)估方法【】。楊眾等對(duì)現(xiàn)有的車轍預(yù)估方法進(jìn)行了綜述,提出了一種使用車轍實(shí)驗(yàn)確定永久變形的車轍預(yù)估方法一改良的層應(yīng)變法引。曹林濤通過實(shí)驗(yàn)討論了空隙率、級(jí)配、荷載和瀝青用量對(duì)瀝青混合料高溫抗變形能力的影響【引。李一鳴利用國產(chǎn)車轍實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)瀝青混合料進(jìn)行了車轍實(shí)驗(yàn),結(jié)果認(rèn)為嚴(yán)格控制溫度是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵,控制荷重比控制單位輪壓更合理可靠【 。李一鳴、俞建榮從力學(xué)的觀點(diǎn)分析了瀝青路面車轍的形成機(jī)理【黃曉明、張曉冰和鄧學(xué)鈞對(duì)瀝青路面車轍進(jìn)

25、行了環(huán)道實(shí)驗(yàn)研究,提出了不同保證率下的車轍預(yù)估模型【引。綜觀國內(nèi)外有關(guān)瀝青路面車轍的研究可以看出,盡管有關(guān)瀝青路面車轍形成的研究方法已較為全面,有純經(jīng)驗(yàn)的回歸公式法和理論統(tǒng)計(jì)法,但由于其沒有考慮路面的整體效應(yīng)和自身的局限性或由有些模型的參數(shù)確定較困難,以至于這些方法很難在實(shí)際工程中推廣,從而致使瀝青路面的車轍問題長期以來未得到解決,因此通過研究車轍本身的形成機(jī)理和過程及施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,在瀝青混合料中添加一定劑量的抗車轍劑或改善瀝青混合料自身礦料級(jí)配組成,以提高瀝青路面的高溫抗車轍性能,已成為工程中切實(shí)可行的途徑。.抗車轍劑及其瀝青混合料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀抗車轍劑作為一種新型的瀝青混合料外摻劑

26、,其對(duì)提高瀝青混合料瀝青混合料高溫抗車轍性能影響岡素的試驗(yàn)研究的路用性能有很大的幫助,尤其是對(duì)改善瀝青混合料路面的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及水穩(wěn)定性尤為突出。目前國內(nèi)外市場(chǎng)上常見的抗車轍劑主要有: 、抗車轍劑及抗轍王抗車轍劑其中: 抗車轍劑是法國的.公司生產(chǎn)的提高瀝青混合料抗車轍能力的一種外摻劑,其主要成分是塑料,外觀為深藍(lán)色顆粒,粒。其用量一般取礦料用量徑,可在常溫下保存,熔點(diǎn)為的.%.%;抗車轍劑由德國柏林盧博道路與環(huán)境公司生產(chǎn),專門用于道路石油瀝青混合料的改性,其主要為提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性,增強(qiáng)與礦料的粘結(jié)性而專門研制的,其外觀為黑色固體,%左右,. %左右,. 和的粒徑占%左右,.

27、 的占.的粒徑各占%左右,其形狀不規(guī)那么;是一種新型的瀝青混合料外加劑,可以顯著提高瀝青的粘度,從而改善瀝青混合料的路用性能,國外主要用于排水性路面;抗車轍劑由由我國深圳海川工程科技與歐洲大型筑路公司共同研發(fā),并得到國內(nèi)多家路面新材料科研機(jī)構(gòu)及化工科研部門支持的一種新型瀝青混合料外摻劑,為黑色顆粒狀,其密度為.?. ?。粒徑不大于,熔點(diǎn)為左右。本文中所采用的抗車轍劑為西安天虹交通科技生產(chǎn)的抗轍王抗車轍劑。其外觀為純黑色固體顆粒,主要優(yōu)點(diǎn)是可明顯提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫彈性,同時(shí)可明顯改善瀝青混合料的抗疲勞性,最顯著的特點(diǎn)是其卓越的抗車轍能力。其另一特點(diǎn)是使用方便,在添加瀝青之前,直接將

28、抗車轍劑顆粒定量投入到熱集料中而不必預(yù)先進(jìn)行瀝青一聚合物混合,干拌一定時(shí)間后即可參加瀝青,簡單易行。抗轍王不但可以提高瀝青混合料的力學(xué)性能指標(biāo)和改善瀝青抗老化性能,還可以減輕因交通荷載造成的路面疲勞破壞和增強(qiáng)瀝青與集料的粘結(jié)力。除此抗轍王還具有可以與其它材料同時(shí)使用等優(yōu)點(diǎn)。添加抗轍王抗車轍劑不需改變?yōu)r青混合料的礦料集配僅需對(duì)其油石比進(jìn)行微調(diào)【】【】。自從進(jìn)入國內(nèi)市場(chǎng),抗轍王已在不少高速公路中得到使用例如:銀川柳忠高速公路段、邵懷高速公路段以及被廈門的工程采用等,其主要性能指標(biāo)見第章表.所示。摻加有抗轍王的瀝青混合料,其高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及水穩(wěn)定性均得到了明顯的改善,且具有改性瀝青混合料的局

29、部優(yōu)點(diǎn)。特別在瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性方面,改善尤為突出?？罐H王瀝青混合料添加劑在與礦料的拌和過程中,局部溶解或膨脹于瀝青中,形成膠結(jié)作用,從而到達(dá)提高瀝青混合料的軟化點(diǎn)溫度、增強(qiáng)其粘結(jié)度和降低混合料的熱碩十學(xué)位論文敏性等,以到達(dá)改善瀝青混合料的高溫抗車轍性能,同時(shí)抗轍王在與礦料的拌和過程中局部拉絲成塑料纖維,在礦料骨架內(nèi)搭橋交聯(lián)而形成纖維加筋作用,增強(qiáng)了瀝青混合料的整體性。除此之外,抗轍王瀝青混合料外摻劑的彈性成分在較高溫度時(shí)具有使瀝青路面的變形局部彈性恢復(fù)的功能,從而降低了成型瀝青混合料路面的永久變形。添加有抗轍王的瀝青混合料適合于交通量大、重載較多的路段以及夏季氣溫較高地區(qū)的公路的鋪筑【

30、。研究說明摻有抗轍王抗車轍劑的瀝青混合料路面,其中面層的高溫穩(wěn)定性得到顯著改善的同時(shí),絕對(duì)車轍深度也有了明顯地降。低【綜觀上述有關(guān)抗轍王及其瀝青混合料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀可以看出,抗轍王作為一種新型的瀝青混合料外摻劑雖已在瀝青混合料路面的施工過程中得到應(yīng)用,但有關(guān)其瀝青混合料高溫抗車轍性能的研究并不多,因此本文就此問題進(jìn)行了進(jìn)一步的分析與探討。.本文的主要研究內(nèi)容目前國內(nèi)外有關(guān)車轍問題的研究內(nèi)容已較多,本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:.通過室內(nèi)馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)確定出了間斷密級(jí)配瀝青混合料和.抗車轍劑瀝青混合料的設(shè)計(jì)級(jí)配、馬歇爾試驗(yàn)的最正確瀝青用量。.分析礦料級(jí)配組成、瀝青用量、碾壓次數(shù)、試驗(yàn)溫度

31、及抗車轍劑用量對(duì)間斷密級(jí)配混合料高溫抗車轍性能的影響。.變化間斷密級(jí)配瀝青混合料中的瀝青用量,進(jìn)行車轍試驗(yàn),分析間斷密級(jí)配瀝青混合料的車轍試驗(yàn)結(jié)果,并確定出其車轍試驗(yàn)的最正確瀝青用量。.分析礦料級(jí)配組成、碾壓次數(shù)及抗車轍劑用量對(duì). 抗車轍劑瀝青混合料高溫抗車轍性能的影響。.變化. 瀝青混合料中抗車轍劑的摻量,進(jìn)行車轍試驗(yàn),分析.抗車轍劑瀝青混合料的車轍試驗(yàn)結(jié)果,并確定出其車轍試驗(yàn)的最佳抗車轍劑摻量。.分別將通過馬歇爾試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)確定出的間斷密級(jí)配瀝青混合料瀝青混合料的最正確瀝青用量進(jìn)行比照分析,并建立二者之間的關(guān)系。.將. 抗車轍劑瀝青混合料和. 瀝青混合料的車轍試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比照分析,評(píng)價(jià)抗

32、轍王在改善瀝青混合料高溫抗車轍性能中所起的作用。瀝青混合料高溫抗車轍性能影響岡素的試驗(yàn)研究第章瀝青路面車轍概述車轍是瀝青路面行車道輪跡帶在車輛荷載反復(fù)作用下形成的永久下陷變形的積累結(jié)果。車轍的產(chǎn)生會(huì)嚴(yán)重影響瀝青混合料路面的效勞質(zhì)量和使用壽命。車轍出現(xiàn)后路面平整度下降,雨天路外表排水不暢,降低了路面的抗滑能力,甚至?xí)捎谲囖H內(nèi)積水而導(dǎo)致車輛飄滑,影響高速行車的平安。由于車轍使得路面橫斷面方向高度起伏變化大,車輛在超車或更換車道時(shí)方向容易失控,從而影響車輛操作的穩(wěn)定性。輪跡處瀝青混合料厚度減薄,削弱了面層及路面整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,從而容易誘發(fā)路面的其他病害,縮短路面的使用壽命。車轍是高速公路瀝青路面最

33、有危害的破壞形式之一。但是由于瀝青混合料自身所固有的粘彈特性、影響瀝青路面高溫抗車轍性能因素的多樣性及車轍成因的復(fù)雜性,使的車轍成為一個(gè)世界性難題,防治瀝青路面出現(xiàn)車轍也成了世界各國公路技術(shù)人員的重要研究課題。.車轍的分類及產(chǎn)生機(jī)理.車轍的分類瀝青路面在緩慢移動(dòng)或重交通車輛荷載作用下會(huì)產(chǎn)生變形并留下永久的微變形。隨著時(shí)間的推移,這些微變形會(huì)慢慢累積產(chǎn)生車轍現(xiàn)象。車轍不但隨著路面交通荷載的增大而增加且也隨著外界環(huán)境溫度的升高而增加。例如有關(guān)研究說明:外界環(huán)境溫度時(shí),車轍的增加速度比時(shí)快 倍。車轍是瀝青路面沿輪跡縱方向的凹陷,其主要來源于路面各層的永久變形,是瀝青路面特有的一種損壞現(xiàn)象。根據(jù)其成因

34、不】:同,車轍可分為以下幾種類型【.結(jié)構(gòu)型車轍由路面基層及路基變形引起的。由于荷載作用傳播擴(kuò)散后超過路面各層的強(qiáng)度,發(fā)生在瀝青面層以下包括路基在內(nèi)的結(jié)構(gòu)層的永久性變形,叫做結(jié)構(gòu)車轍。這種車轍的寬度較大,兩側(cè)沒有隆起現(xiàn)象,其斷面呈字形,如下列圖.所示。.失穩(wěn)型車轍在高溫條件下,由于行車荷載的反復(fù)作用,荷載應(yīng)力超過瀝青混合料所能承受的穩(wěn)定性應(yīng)力極限,發(fā)生流動(dòng)變形不斷累積形成的車轍,叫做瀝青路面的流動(dòng)性或失穩(wěn)型車轍。其特點(diǎn)是兩側(cè)伴有隆起現(xiàn)象,內(nèi)側(cè)碩士學(xué)位論文呈非對(duì)稱形狀,其最容易發(fā)生在上坡路段、交叉口附近,即車速慢、車胎接地產(chǎn)生的橫向應(yīng)力大的地方,橫斷面呈型,如下列圖.所示。路基變形原地面.?曩矜/

35、,。:縫黧.剪切變形圖瀝青路面形車轍.磨耗型車轍由于瀝青路面頂層的材料在車輪磨耗和自然環(huán)境因素下持續(xù)不斷地?fù)p失形成,尤其是冬季埋釘輪胎形成的磨損性車轍。.壓密型車轍由于瀝青混合料進(jìn)一步被壓密引起的,這種車轍的特點(diǎn)是只在輪跡下,呈字或型,但兩側(cè)沒有隆起,車轍的形成在初期階段開展很快。.水損害型車轍由于瀝青混合料的中下層產(chǎn)生明顯的水損害而失去了瀝青膜的粘結(jié)作用,從而在荷載作用下出現(xiàn)了因變形累積而形成的車轍。.車轍的產(chǎn)生機(jī)理瀝青混合料路面在重復(fù)交通荷載及其它因素共同作用下,會(huì)由于永久變形的累積導(dǎo)致路面出現(xiàn)車轍。 年試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):永久變形主要是由于各結(jié)構(gòu)層厚度的減少,車轍深度的 %發(fā)生在路面本身,其中%發(fā)

36、生在面層、 %發(fā)生在基層、%發(fā)生在底基層;%由于路基的瀝青混合料高溫抗車轍性能影響岡素的試驗(yàn)研究沉陷引起【 ?？v觀車轍的形成過程可簡單地劃分為三個(gè)階段,如圖.所示:車轍深度荷載作用次數(shù)圖瀝青混凝土路面在行車荷載反復(fù)作用下的車轍開展.開始階段的壓密過程瀝青混合料在被碾壓成型前是由骨料、瀝青及空氣組成的松散混合物,經(jīng)碾壓后在高溫下處于半流態(tài)的瀝青及由瀝青與礦粉組成的膠體被擠進(jìn)礦料間隙中,同時(shí)骨料被強(qiáng)力推擠排列成具有一定骨架的結(jié)構(gòu)。碾壓完畢交付使用后,當(dāng)汽車荷載作用時(shí),此密實(shí)過程還會(huì)有進(jìn)一步開展。.瀝青混合料的流動(dòng)高溫下的瀝青混合料處于以粘性為主的半固結(jié)體,在輪胎荷載作用下,瀝青及瀝青膠漿便產(chǎn)生流動(dòng)

37、,從而致使瀝青混合料網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生失穩(wěn)。這局部半固態(tài)物質(zhì)除局部填充于混合料空隙外,還將隨瀝青混合料自由流動(dòng),從而使路面受載處被壓縮而變形。.礦料骨架的重排列及破壞高溫下處于半固態(tài)的瀝青混合料,由于瀝青及膠漿在荷載作用下首先流動(dòng),混合料中粗細(xì)顆粒組成的骨架成為荷載的主要承當(dāng)者,再加上瀝青的潤滑作用,強(qiáng)度較大的顆粒在荷載直接作用下會(huì)沿著礦料問的接觸面滑動(dòng),促使瀝青及其膠漿向富集區(qū)流動(dòng),以致流向混合料自由面,特別是當(dāng)骨料間瀝青及膠漿過多時(shí),這一過程會(huì)更加明顯。由上述分析可知,引起瀝青路面永久變形的主要原因是剪切變形。因此研究瀝青混合料高溫條件下的抗流動(dòng)變形能力極為必要。造成瀝青混合料路面出現(xiàn)車轍變

38、形的原因很多,但總體上可分為瀝青混合料自身組成和外部環(huán)境兩種原因。碩十學(xué)位論文.瀝青混合料高溫抗車轍性能的常用試驗(yàn)方法可用于瀝青混合料高溫性能試驗(yàn)的方法很多,包括試驗(yàn)室圓柱試件的單軸靜載、動(dòng)載、重復(fù)試驗(yàn),三軸靜載、動(dòng)載、重復(fù)試驗(yàn),徑向靜載、動(dòng)載、重復(fù)試驗(yàn),簡單剪切的靜載、重復(fù)加載和動(dòng)力試驗(yàn),此外還有中空?qǐng)A柱試件的動(dòng)力、剪切試驗(yàn),棱柱形梁試件的彎曲蠕變?cè)囼?yàn),小型模擬試驗(yàn)設(shè)備的車轍試驗(yàn),大型環(huán)道、直道試驗(yàn)設(shè)備的足尺路面高溫性能試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)路面的加速車轍試驗(yàn)及馬歇爾試驗(yàn)等。由上述可知,評(píng)價(jià)瀝青混合料高溫抗車轍性能的方法很多。我國目前采用的方法主要為車轍試驗(yàn)法】。車轍試驗(yàn)方法最初是由英國開發(fā)的,由于

39、試驗(yàn)方法本身比擬簡單、試驗(yàn)結(jié)果直觀,而且與實(shí)際瀝青路面的車轍相關(guān)性好,因此得到廣泛應(yīng)用。車轍試驗(yàn)是一種模擬實(shí)際車輪荷載在路面上行走而形成車轍的工程試驗(yàn)方法。該試驗(yàn)方法的原理是通過采用車輪在板塊試件或路面結(jié)構(gòu)上反復(fù)行走,觀察和檢測(cè)試塊或路面結(jié)構(gòu)的響應(yīng),通過動(dòng)穩(wěn)定度值和試件經(jīng)碾壓后的車轍深度來表征試驗(yàn)結(jié)果。車轍試驗(yàn)的最大特點(diǎn)是能夠充分模擬瀝青路面上車輪行駛的實(shí)際情況,在用于試驗(yàn)研究時(shí),還可以改變溫度、荷載、試件厚度、尺寸、成型條件等等,以模擬路面的實(shí)際情況,搞清楚各種因素變化對(duì)車轍變形.的影響。目前世界上廣泛采用的是室內(nèi)小型往復(fù)式車轍試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行瀝青混合料抗車轍性能試驗(yàn)。在進(jìn)行車轍試驗(yàn)時(shí),可以觀察到

40、輪轍形成的全過程。試塊在車輪荷載的反復(fù)作用下,首先是輪跡下的瀝青混合料開始下陷,形成初始車轍,然后是輪跡兩側(cè)的瀝青混合料慢慢的隆起,且隆起的高度、形狀均差不多,至試驗(yàn)結(jié)束之前,其隆起速度加快。車轍試驗(yàn)的目的是測(cè)定瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性,即抗車轍能力,可供瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)。瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性是其路面使用性能的重要指標(biāo)之一,目前國內(nèi)外大多數(shù)采用室內(nèi)車轍試驗(yàn)來評(píng)價(jià)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能。車轍試驗(yàn)被認(rèn)為是瀝青混合料性能檢驗(yàn)中最重要的指標(biāo),它是評(píng)價(jià)瀝青混合料在規(guī)定溫度條件下抵抗塑性流動(dòng)變形能力的方法。根據(jù)車轍試驗(yàn)結(jié)果,各國提出了兩種不同的評(píng)價(jià)指標(biāo):動(dòng)穩(wěn)定度和相對(duì)變形指標(biāo),這兩種

41、指標(biāo)均反映了瀝青混合料在高溫條件下的抗變形能力。我國目前采用的方法是參考日本道路協(xié)會(huì)方法而提出的,試驗(yàn)溫度瀝青混合料高溫抗乍轍性能影響因素的試驗(yàn)研究考慮我國絕大多數(shù)地區(qū)的溫度條件,采用,根據(jù)我國路面設(shè)計(jì)的標(biāo)試驗(yàn)輪總荷載準(zhǔn)車輪荷載,試驗(yàn)輪對(duì)試驗(yàn)板的壓強(qiáng)為.士.重為,試驗(yàn)過程記錄繪制時(shí)間一變形曲線。從車轍試驗(yàn)得到的時(shí)間一變形曲線一般有如圖?所示三種形式,在試驗(yàn)變形曲線的直線段上,求取、 對(duì)應(yīng)的車轍變形和。其計(jì)算公式如下式.所示:變形量時(shí)間/:必×× .【一式中:一一動(dòng)穩(wěn)定度,次/;,一一荷載輪作用時(shí)間一般為時(shí)的永久形變,:一一荷載輪作用時(shí)間一般為時(shí)的永久形變,;的試件為一一試件

42、尺寸系數(shù)。室內(nèi)制的.,路面切割的寬 的試件為.;.一一試驗(yàn)輪往返碾壓速速,通常為次/。.瀝青路面車轍控制指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn).路基頂面容許車轍深度世紀(jì)年代,.提出用限制土基頂面壓應(yīng)力防止車轍產(chǎn)生。此后英國、法國、意大利、比利時(shí)等國都建立了土基壓應(yīng)變的標(biāo)準(zhǔn)。但路基頂面容許豎向壓應(yīng)變控制指標(biāo)仍存在著一下兩點(diǎn)缺乏之處:該指標(biāo)不能較好地反映路面車轍的實(shí)際變形情況;不能預(yù)估瀝青路面在不同時(shí)期的車轍深度,因此不能有效地指導(dǎo)路面的養(yǎng)護(hù)和管理工作。碩士學(xué)位論文針對(duì)上述問題,隨后各國根據(jù)本國的氣候及交通等具體情況提出了各自的容許車轍標(biāo)準(zhǔn) ,如下表.所示。表. 容許車轍深度/名稱容許車轍深度/美國地瀝青協(xié)會(huì)英國 殼牌石油公

43、司 高速公路 一般公路干線公路 比利時(shí)次級(jí)公路.蠕變勁度瀝青及瀝青混合料是典型的粘彈性材料,在高溫條件下,其粘彈性性能表現(xiàn)的尤為突出。瀝青路面的車轍或永久性變形就是瀝青混合料粘彈性能的直接反映。單軸靜載蠕變?cè)囼?yàn)是瀝青混合料高溫穩(wěn)定性眾多試驗(yàn)方法中的其中之一,經(jīng)過廣闊從事瀝青路面研究人員多年的試驗(yàn)研究,獲得了一些珍貴的材料參數(shù),如下表.所示。這些參數(shù)主要用于對(duì)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)與驗(yàn)證,或用于相應(yīng)車轍預(yù)估模型的輸入?yún)?shù)來預(yù)測(cè)車轍深度。由表中數(shù)據(jù)可見,由于研究者所采用的試驗(yàn)條件不同,因此提出的蠕變勁度極限值差異也較大。表. 瀝青混合料蠕變勁度模量極限值.相對(duì)變形指標(biāo)法相對(duì)變形指標(biāo)是法國最

44、早提出的,它是在規(guī)定的作用次數(shù)和時(shí)間下所產(chǎn)生的變形于試件總后的比值,作用次數(shù)根據(jù)實(shí)際交通荷載和瀝青混合料的使用要求而不同,其計(jì)算公式如下:相對(duì)變形按息下式.計(jì)算:,.艿:竺×%,式中:一一試件相對(duì)變形量,%;址一一荷載作用下試件總變形量,;瀝青混合料高溫抗車轍性能影響岡素的試驗(yàn)研究一一試件的厚度,:法國在世紀(jì)年代規(guī)定輪轍試驗(yàn)永久變形的兩個(gè)等級(jí)如下:等級(jí):作用 次,相對(duì)變形率三 %:等級(jí):作用次,相對(duì)變形率薹 %,等級(jí)常用于高交通量水平的道路。.車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度標(biāo)準(zhǔn)在車轍試驗(yàn)過程中,瀝青混合料試塊上車轍的產(chǎn)生與開展都與實(shí)際瀝青路面車轍的產(chǎn)生與開展十分相似,大量的試驗(yàn)結(jié)果也證明,車轍試驗(yàn)

45、的動(dòng)穩(wěn)定度與瀝青路面的車轍深度有著較好的相關(guān)性,因此,假設(shè)能恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行瀝青混合料的設(shè)計(jì),使其動(dòng)穩(wěn)定度滿足規(guī)定的要求,就有可能對(duì)瀝青路面的車轍深度進(jìn)行有效的控制。我國的?公路瀝青路面施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定:對(duì)采用馬歇爾試驗(yàn)法設(shè)計(jì)的瀝青混合料,應(yīng)進(jìn)行抗車轍性能檢驗(yàn)。下表.,為我國針對(duì)不同的瀝青混合料和工程所處地區(qū)的氣候分區(qū),在?公路瀝青路面施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)? .提出的瀝青混合料車轍動(dòng)穩(wěn)定度技術(shù)要求】 。表. 瀝青混合料車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度技術(shù)要求技術(shù)指標(biāo) 動(dòng)穩(wěn)定度/次. 試驗(yàn)月份平均.夏最高氣溫 方法.夏炎熱區(qū) .夏熱區(qū)?區(qū)及氣候分區(qū) . . . . . . . .普通瀝青混合料莖改性瀝青混合料耋非改性耋改性

46、耋一般交通路段、重交通路段混合料從上述有關(guān)動(dòng)穩(wěn)定度的概念可以看出,試件的相對(duì)變形指標(biāo)和動(dòng)穩(wěn)碩十學(xué)位論文定度指標(biāo)都反映了瀝青混合料在高溫條件下的抗變形能力,但相對(duì)變形更為直接地反映了車輛荷載作用下試件的變形情況,而動(dòng)穩(wěn)定度僅是一個(gè)間接的評(píng)價(jià)指標(biāo)。.本章小結(jié)本章討論了瀝青路面車轍破壞類型及其產(chǎn)生機(jī)理、瀝青混合料高溫抗車轍性能常用的評(píng)價(jià)方法及其控制指標(biāo)。通過對(duì)瀝青路面車轍破壞類型及其產(chǎn)生機(jī)理的分析,可以看出:.在車輛荷載作用下瀝青路面所產(chǎn)生的剪切變形是引起車轍的主要原因,因此在配制瀝青混合料時(shí),應(yīng)選擇具有良好質(zhì)地和級(jí)配的礦料及粘稠度較高的瀝青,以提高瀝青路面在高溫條件下的抗車轍變形能力。.可以采用動(dòng)

47、穩(wěn)定度值和相對(duì)變形量兩種指標(biāo)評(píng)價(jià)瀝青路面的高溫抗車轍能力;標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度的指標(biāo)值是一個(gè)正常瀝青混合料所能到達(dá)的最小值,假設(shè)實(shí)測(cè)結(jié)果小于該值,并其說明其高溫抗車轍性能較差。瀝青混合料高溫抗車轍性能影響岡素的試驗(yàn)研究第章原材料試驗(yàn)與瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)在廣泛收集與分析了國內(nèi)外有關(guān)瀝青混合料路面高溫抗車轍性能方面相關(guān)研究成果的根底上,結(jié)合蘭州地區(qū)的實(shí)際情況,本文選取間斷密級(jí)配和.抗車轍劑兩種瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn),分析了影響其高溫抗車轍性能的因素。試驗(yàn)中所使用瀝青為蘭煉.瀝青,礦料為蘭州安寧采石場(chǎng)的砂巖,填料采用石灰?guī)r礦粉,抗車轍劑采用西安天虹交通科技公司生產(chǎn)的抗轍王抗車轍劑。.原材料試

48、驗(yàn).礦料本課題所用粗細(xì)集料均采用蘭州安寧采石場(chǎng)的砂巖,經(jīng)人工篩分后按所選級(jí)配逐級(jí)稱量回配。礦粉采用石灰?guī)r礦粉,集料各項(xiàng)性能指標(biāo)如表.所示,均符合?公路瀝青路面施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?的要求。集料的密度按照?公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程? .規(guī)定進(jìn)行測(cè)定:粗集料密度采用網(wǎng)籃法測(cè)定;細(xì)集料密度采用李氏比重瓶法測(cè)定。其試驗(yàn)結(jié)果分別如表.和表.所示。技術(shù)指標(biāo) 指標(biāo)值 技術(shù)指標(biāo) 指標(biāo)值吸水率/% . . . .與瀝青黏附性等級(jí)/級(jí) 表觀. 密度 .洛杉礬磨耗損失/% 石屑針片狀含量/% . /?。. 礦粉密度/?一表.粗集料視密度 . . .粒徑/. . . .表觀相對(duì)密度/?. . . .毛體積相對(duì)密度/?。. . .

49、 . . .粒徑/. . . . . .視密度/?礦粉的視密度采用李氏比重瓶法測(cè)定,其值為./。碩十學(xué)位論文.瀝青瀝青混合料要求瀝青具有較高的粘度,與集料有良好的黏附性。本課題所采用的瀝青為蘭煉重交通石油瀝青.,參照重交通道路石油瀝青的技術(shù)指標(biāo),按照?公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程?.的試驗(yàn)操作要求進(jìn)行【,其技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果見表.。技術(shù)指標(biāo) 指標(biāo)值針入度,/.延度/.蠟含量蒸餾法/%.密度/?一.溶解度/%閃點(diǎn)/ .軟化點(diǎn)/動(dòng)力粘度/? .抗車轍劑抗車轍劑是由多種聚合物復(fù)合而成的瀝青混合料的一種外摻劑,本課題所采用的抗車轍劑為西安天虹交通科技公司生產(chǎn)的抗轍王抗車轍劑?？罐H王外觀為純黑色顆粒狀

50、固體,主要優(yōu)點(diǎn)是可以明顯改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫黏彈性,同時(shí)還可以改善瀝青混合料的抗疲勞性。其最顯著的特點(diǎn)是卓越的抗車轍性能,另一優(yōu)越性是施工工藝非常簡單,將稱量好的抗轍王固體顆粒直接投入瀝青混合料中與其一起拌和,而無需單獨(dú)加熱。抗轍王的各項(xiàng)性能指標(biāo)如表.所示。熔融 斷裂 彈性粒徑 密度/ 熔點(diǎn) 軟化 拉伸度工程 外觀 指數(shù)/ 延伸 模量./ 點(diǎn)/。/率/%?. .黑色指標(biāo) .顆粒 . 檢測(cè) 黑色. .三結(jié)果 顆粒瀝青混合料高溫抗車轍性能影響因素的試驗(yàn)研究.瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)的方法目前確定瀝青混合料最正確瀝青用量的方法有:馬歇爾試驗(yàn)法、綜合設(shè)計(jì)法及的性能設(shè)計(jì)法。與綜合設(shè)計(jì)法及的性能設(shè)計(jì)法相比較馬歇爾試驗(yàn)法設(shè)計(jì)法是一種基于體積設(shè)計(jì)的方法,雖然與性能設(shè)計(jì)法有較大的差異,但因其操作簡單為世界各國廣泛使用。馬歇爾試驗(yàn)法是由年代在美國工程兵團(tuán)供職的密西西比州道路局的馬歇爾工程師提出的一種評(píng)價(jià)瀝青混合料穩(wěn)定性的試驗(yàn)方法,該方法至今仍在世界上很多國家沿用,只是根據(jù)交通開展的要求不斷地進(jìn)行了適當(dāng)修訂。.馬歇爾試驗(yàn)是將瀝青混合料制成直徑為 .的