梯度温度场下的沥青路面车辙性能分析

作者:张国付;庞凌;游梓晗; 刊名:武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 上传者:刘 淑敏

【摘要】为了更加准确的反应沥青路面在服役时的性能,试验采用全厚式车辙试件以保证模拟效果,使用多功能路面材料全寿命分析仪对测试环境进行控制,设置温度梯度以观察温度对沥青路面服役性能的影响,设置紫外光强模拟太阳辐射并产生温度梯度.结果表明,车辙破坏有压密和稳定两个阶段,其他条件相同的情况下,更高的温度会显著降低动稳定度,且车辙破坏进入稳定阶段的时间点更晚.紫外光会在试件中形成显著的梯度温度场,且紫外光强度越高试件中形成的温度场梯度越大.更高的紫外强度会显著降低动稳定度,且车辙破坏进入稳定阶段的时间点更晚.

全文阅读

沥青是一种温敏材料,在众多环境影响因素中,温度成为影响沥青路面性能的主要因素之一[1].沥青老化、重载、水损害等沥青路面常见的损坏形式也与路面温度息息相关.有关沥青路面在不同温度场条件下的性能研究方法有理论分析法和实验测试法.随着传感技术的发展,测量多点温度的实验方法变得更为经济.实验测试法基本思路是基于实测数据进行回归分析,建立经验方程,在实际应用中可靠性较高,实用性很强,越来越多的研究者在尝试建立经验方程以达到预测沥青路面温度场的目的[2].然而实验测试法在建立经验方程的过程中,对影响温度场的因素选择过于主观,可能会忽略一些重要的影响因素,而考虑那些影响并不明显的因素.再者,经验方程往往达不到量纲统一[3],所建立的方程式物理意义不明确.文献[4]针对车辙破坏提出了解决指导,设定了沥青混合料设计的车辙检验标准,但即使是满足规范标准的沥青混合料设计在用于实际路面时也会有不同程度的车辙破坏.本文利用多功能全寿命分析仪模拟沥青路面实际的环境因素,根据当地的环境因素,通过调节仪器温度、紫外强度等参数,来模拟当地实际路面温度场,可行性高,且不受地域限制.在模拟出的梯度温度场下对试件进行车辙性能检测,更符合实际.1原材料与试验方法1.1试验原材料1)沥青采用湖北鄂州生产的SBS改性沥青、AH-90基质沥青.依据文献[5]测得的沥青物理性质见表1~2.表1 SBS改性沥青性能指标测试结果测试项目测试结果技术要求针入度(25℃,100g,5s)/0.1mm 62.5 60~80软化点(环球法)/℃72.1≥55延度(5cm/min,5℃)/cm 42.3≥30粘度(135℃)/(Pa·s)1.12实测密度(15℃)/(g·cm-3)1.035实测闪点(COC)/℃342≥230溶解度(三氯乙烯)/%99.6≥992)集料是沥青混合料中的骨料,集料的组成表2 AH-90基质沥青常规指标试验结果试验项目试验结果技术要求针入度(25℃,100g,5s)/0.1mm 96 80~100软化点(环与球法)/℃49≥46延度(5cm/min,15℃)/cm>150≥100粘度(60℃)/(Pa·s)240≥160密度(15℃)/(g·cm-3)1.06实测闪点(COC)/℃260≥245溶解度(三氯乙烯)/%99.7≥99.5成分对沥青混合料的性能有显著影响,其中粒径大于3mm的石料是成为骨架的重要部分,而粒径在3mm以下的石料主要起填孔隙作用.本实验中下层和中层选用石灰岩,而上层则选择优质玄武岩以兼顾成本和车辙性能.其基本物理性能根据文献[6].3)矿粉选用某公司生产的石灰石矿粉.根据文献[6]对其进行测试,结果见表3.表3矿粉物理性能测试结果测试项目矿粉测试结果技术要求表观相对相对密度2.645≥2.5粒径范围<0.6mm 100 100<0.15mm 99.7 90~100<0.075mm 83.5 75~100亲水系数0.5<1.0外观无团粒结块无团粒结块1.2沥青混合料的配比设计试验采用全厚式沥青混凝土试件,以保证试件的结构与高等级路面完全相同,进而获得具有参考价值的实验数据.全厚式沥青混凝土试件由三层结构组成,分别是8 mm厚度的下面层,6mm厚度的中面层以及4 mm厚度的上面层.中面层对沥青路面车辙性能的影响远大于另外两层,为了同时保证沥青路面使用过程中的舒适性,沥青路面的抗车辙性能以及铺设路面的成本,可以选择性的降低下面层的性能.故试验选择见表4.表4全厚式沥青混凝土试件配置项目下层中层上层级配AC-25 AC-25 AC-20沥青90#90#SBS(I

参考文献

引证文献

问答

我要提问