瀝青混合料永久變形若干影響因素試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著我國交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，車轍已經(jīng)成為我國高等級公路瀝青路面的主要損壞類型之一。車轍的產(chǎn)生降低了行車舒適性，安全性。瀝青路面的早期損壞日益嚴(yán)重，越發(fā)引起研究人員的重視。大量現(xiàn)場調(diào)查和室內(nèi)研究證明，剪切流變而不是壓密變形是車轍產(chǎn)生的主要原因。因此，本文著重對影響瀝青混合料永久變形的抗剪性能進(jìn)行研究。瀝青路面永久變形的發(fā)展可以采用三階段模型進(jìn)行描述。但傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法一般只能反映前兩個(gè)階段的變形，這可能與目前試驗(yàn)方法中施加的側(cè)向

2、約束過大有關(guān)。本文采用APA和單軸貫入方法，在不同溫度下采用不同級配，瀝青的混合料進(jìn)行試驗(yàn)對比。結(jié)果顯示，單軸貫入試驗(yàn)不僅在高溫，在常溫下都能較好地確定瀝青混合料的抗剪性能。影響瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的因素很多，主要分為混合料內(nèi)在的因素以及外界的環(huán)境因素。因此，本文從集料，級配，瀝青，體積參數(shù)以及溫度方面入手，對影響瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的各項(xiàng)因素進(jìn)行了分析。瀝青混合料在高溫下抗剪強(qiáng)度低，剪切裂縫沿著石料與石料之間粘結(jié)處的薄弱點(diǎn)發(fā)

3、展，因此粘度大的瀝青，與瀝青吸附性能好的石料，此時(shí)都能發(fā)揮重要的作用。不僅是粗集料，具有豐富棱角性的、表面粗糙的細(xì)集料也能提高瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度。瀝青混合料中使用的瀝青粘度越大，混合料抗剪強(qiáng)度也就越大。混合料空隙率變大，抗剪強(qiáng)度降低，因此在施工中需要保證較高的壓實(shí)度，以防止出現(xiàn)早期車轍。本文提出使用剪切模量來反映瀝青混合料在反復(fù)荷載作用下抵抗變形的能力。試驗(yàn)結(jié)果表明，剪切模量和抗剪強(qiáng)度具有較好的相關(guān)性。隨著溫度降低，瀝青

4、混合料抗剪強(qiáng)度增大，抵抗剪切流變的能力增加，剪切模量也增大。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)剪切模量大小與瀝青的粘度有關(guān)，使用粘度大的瀝青后，瀝青混合料抗剪強(qiáng)度提高，剪切模量也增大。超載超限給道路帶來極大的破壞。特別是輪胎壓力的增大，使得路面結(jié)構(gòu)中受到的剪應(yīng)力增大。本文就荷載對剪切疲勞變形的影響進(jìn)行了分析。不同溫度下，過大的胎壓都會產(chǎn)生較大的剪切疲勞變形。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，加荷的順序?qū)r青混合料抗剪疲勞壽命有影響。自行編制了隨機(jī)荷載應(yīng)力譜，并使用MTS

5、進(jìn)行了隨機(jī)荷載試驗(yàn)，與簡便方法確定的疲勞壽命進(jìn)行對比。以往研究主要注重瀝青混合料在高溫，特別是60℃時(shí)抵抗變形的能力。這樣就忽略了長時(shí)間荷載作用下其他溫度段內(nèi)產(chǎn)生的變形，不能因地制宜的設(shè)計(jì)合理的瀝青混合料。本文通過室內(nèi)變溫剪切疲勞試驗(yàn)，采用不同方法擬合變形值，最終確定時(shí)間硬化疊加方法能夠較好的模擬溫度變化下剪切疲勞變形的增長。并使用這種方法確定具有代表性區(qū)域的等效溫度，結(jié)果表明等效溫度能夠較好地反映不同區(qū)域氣溫對路面的影響