沥青路面产生车辙原因+现状调查+摘要+参考文献 第6页
3.2.3下面层级配分析
从受力角度来分析,下面层通常承受较大的弯拉应力,按照“永久性路面结构”的思想,下面层应具有耐久、抗疲劳和抵抗路面荷载作用下的弯拉开裂的能力。而对车辙形成的回归分析表明,下面层对沥青路面车辙形成有一定的影响,因此下面层级配应在重点考虑疲劳、耐久的同时必须对抗车辙能力有所考虑。对比不同路况和车辙动稳定度试验结果可以看出:当关键筛孔4.75mm的通过率小于40%时,混合料具有较高的动稳定度,抗车辙能力强。取样位置下面层沥青混合料级配曲线图如图4.3。
图4.3取样位置下面层沥青混合料级配曲线图
下面层沥青混合料关键筛孔实验结果如表4.3。
表4.3下面层沥青混合料关键筛孔试验结果汇总表
对比分析,建议在下面层(AC-25)目标配合比级配设计时,关键筛孔的通过率控制在以下范围为宜,26.5mm:90~100%;4.75mm:35~40%;2.36mm:25~30%;0.075mm:接近5%合适的时机也可以考虑采用密级配沥青碎石ATB-25。在沥青品种和用量方面,由于下面层的温度一般在64℃以下,沥青可选择A级70号或更一级50号道路石油沥青。在取样过程中发现下面层存在沥青老化现象,沥青用量方面应考虑耐久性以最佳沥青用量为宜,同时为减少大粒径的尺寸效应,在配合比设计时宜采用大马歇尔方法进行。施工时应加强碾压,保证混合料获得足够的压实度。
3.3小结
1)通过对比分析,表面层(AK-16)混合料关键筛孔通过率建议值为,16mm:90~100%;4.75mm:36~40%;2.36mm:25~30%;0.075mm:6%左右。
2)中面层(AC-20)混合料关键筛孔通过率建议值为:19mm:90~100%;4.75mm:35~41%;2.36mm:25~30%;0.075:5%左右。
3)下面层(AC-25)混合料关键筛孔通过率建议值为:26.5mm:90~100%,4.75mm:35~40%,2.36mm:25~30%,0.075mm:5%左右。
第四章高温稳定性影响因素分析
4.1车辙形成机理及影响因素
4.1.1车辙形成机理
车辙是沥青路面在车辆荷载反复作用下产生竖向永久变形的积累。这种变形主要发生在夏季高温时节,是沥青混合料高温稳定性不足在重交通道路上的反映。
车辙的形成过程可简单分为三个阶段:
(1)开始阶段的压密过程;
(2)沥青混合料的流动;
(3)矿质骨料的重新排列及矿质骨架的破坏。
根据车辙形成机理,可将其分为三大类型:
(1)失稳型车辙
这是由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下,其内部材料的流动产生横向位移而形成。通常发生在轮迹处,当沥青混合料的高温稳定性不足时,在外力作用下就会产生这种车辙。这种车辙一般都有剪切变形产生的两侧隆起现象,对主要行驶双轮车的路段,车辙断面成W型。
(2)结构型车辙
这是由于路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形而形成,这种变形主要是由于路基变形而产生。这种车辙的宽度较大,两侧没有隆起现象,横断面成浅盆状的U字型(凹型)。
(3)磨耗型车辙
由于沥青路面结构顶层的材料受车轮磨擦和自然环境因素作用下持续不断损耗而形成。在我国,由于基层基本上是半刚性基层,其强度及板体性好,基层及基层以下的变形极小,除了某些基层施工不良的路段外,磨损型车辙在我国也较少,可以通过法律手段来阻止。三种类型车辙中以失稳型车辙最为严重,而且影响因素多而复杂,对于这种车辙可以说没有有效地文修方法,唯一只有将车辙部位铣刨掉用新的混合料修补,或将原来材料再生改造以更换产生车辙的层次。但另外还有一种在国外较少发生的车辙,在我国却常常发生,它是由于沥青面层本身的压密造成的,这是非正常的车辙。有些高速公路施工时没有充分压实或为了片面追求压实度在降温下碾压造成压实度不足。在这样的路段上,沥青层在交通车辆的反复碾压作用下,空隙率不断减小,待到极限残余空隙率后才趋于稳定。这类车辙两侧没有隆起,只有下凹,呈U字型或W型。
4.1.2沥青混合料高温稳定性的影响因素
车辙是多因素综合作用的结果。影响沥青混合料高温车辙因素是很多的,可归纳为内在因素和外部条件。内在因素主要反映在材料本身的质量上,而外部条件主要包括气候条件和交通条件。当外部条件与材料的内在因素结合在一起时就会产生综合影响。此外,路基、路面基层和路面结构组成及其施工质量也会影响到沥青路面的高温性能。其影响因素简要归纳为以下几点:
4.1.2.1混合料类型的影响
沥青混合料是由沥青结合料粘结矿料组成的,其高温稳定性的形成机理也来源于沥青结合料的高温粘结性和矿料级配的嵌挤毕业论文
http://www.Lwfree.cn/合料,集料比例是最重要的因素。对于密集配沥青混凝土来说,如果粗集料是悬浮在沥青胶浆中,嵌挤作用不能很好形成,沥青的作用将提高成为主要影响因素[19]。相反,对于以集料嵌挤为主的沥青碎石、贯入式以及沥青玛碲脂碎石混合料(SMA)、大空隙式排水沥青混合料等,高温稳定性主要依靠粗集料的嵌挤作用,一般具有很高的抗车辙能力。
对密级配的沥青混凝土来说,如果集料是悬浮在沥青胶(砂)浆中,嵌挤作用
不能很好形成,沥青的作用将成为主要因素。
对于以集料嵌挤作用为主的沥青碎石、贯入式及沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA),大孔隙排水式沥青混合料(OGFC),高温稳定性能主要依靠粗集料的嵌挤作用,一般具有较高的抗车辙能力。
根据SHRP研究,通常情况下,合理的密级配混合料的高温稳定性要优于间断级配的混合料,只有SMA例外。
传统的想法认为集料越粗对抗车辙越有利,但是车辙试验表明,对AC-13AC-16,AC-25混合料,动稳定度并没有什么差别。
美国的西部环道试验证明,热拌沥青混合料在最佳沥青用量,空隙率8%时,粗级配的车辙深度最大,细级配次之,中级配最小。
我国也有试验结果表明,最佳沥青用量时,不同粒径的混合料中,中粒式沥青混凝土的高温抗车辙能力最好,其次是细粒式,粗粒式反而最差[20]。
国外有试验结果表明,沥青针入度为100和200的沥青混合料在永久变形方面没有明显差别;集料级配对永久变形有显著影响,中断级配混合料的永久变形明显大于密级配混合料。
影响辙槽的另一个因素是,在一些使用传统连续级配沥青混凝土的工程上,由于小于
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