基于沥青混凝土路面芯样的抗车辙性能研究

应用RLWT车辙仪对某高速公路路面钻芯试件和室内成型试件开展抗车辙性能研究,评价不同沥青层面的抗车辙能力;根据试验结果,分析造成二者差异的原因及室内成型试件与室外施工成型试件的性能关系。结果表明:室内成型试件的抗车辙能力要强于施工成型试件,对于上面层前者可以达到后者的1.25倍左右,中面层和下面层可以达到3倍左右;数据分析同时表明:沥青混合料空隙率对不同沥青层面的抗车辙性能有较大影响,空隙率-试件变形每毫米所需要的荷载作用次数(RN)存在一定的线性关系;当空隙率为4%左右时,抗车辙性能最好,这和美国WEST TRACK试验的结论是一致的。     

沥青路面抗车辙性能影响因素研究

沥青路面是中国高等级公路的主要路面类型,车辙病害是沥青路面的主要病害之一。为分析沥青路面车辙影响因素及其程度,该文针对不同沥青混合料类型、不同路面构造类型进行了室内车辙试验,影响因素包括结合料类型、集料级配类型、最大粒径、上下面层混合料类型等。试验结果表明:沥青针入度、集料级配、沥青混合料物理性能对沥青混合料抗高温稳定性的影响比较接近,防治沥青路面车辙需要从沥青材料、矿料级配和沥青混合料施工质量等方面采取综合处置措施。沥青路面上面层混合料的动稳定度对沥青路面结构整体高温稳定性的影响大于下面层混合料的动稳定度。在沥青路面产生的永久变形(车辙)中,上面层混合料仍具有重要影响,但下面层混合料的影响程度上升。因此,在进行路面抗车辙能力设计时,既要考虑沥青混合料的高温稳定性,又要考虑路面结构组合。     

沥青路面车辙的多参数预估模型研究

利用加速加载试验及室内车辙试验建立沥青路面的车辙预估模型。室内车辙试验考虑了3种不同温度、3种不同轮载及3种不同试件厚度共27种工况,每种工况加载1h得到室内车辙曲线;加速加载试验采用了3种路面结构,利用传感器实测路面温度,每种路面结构采用实际轮胎加载50万次得到加速加载车辙曲线。车辙预估模型采用指数形式,模型自变量包括抗剪强度、剪应力、加载次数、路面温度及行车速度。其中抗剪强度采用单轴贯入试验测定,剪应力采用弹性有限元方法计算,计算中采用的模型参数均为实测参数。以试验数据及力学计算数据为基础利用遗传算法求解模型系数,得到沥青路面的多参数车辙预估模型。通过验证该模型可以很好地拟合试验数据,同时该模型适应度广、精度高。     

基于构造深度的沥青路面离析评价分析

为了分析构造深度在沥青路面离析评价中的适用性,首先采用铺砂法检测构造深度,同时结合PQI技术检测压实度并反算空隙率,通过研究构造深度与空隙率之间关系,建立采用构造深度评价沥青路面离析的方法。研究结果表明:标定后PQI测定压实度与表干法实测压实度拟合相关系数R2大于0.92,说明PQI具有较好的检测准确性。AC-25沥青路面空隙率与构造深度拟合相关系数达到0.812,说明二者间存在较好的相关关系。根据拟合方程反算,当空隙率控制在3%～6%时,构造深度应控制在0.46～1.44 mm。下面层构造深度与空隙率相关系数为0.487、上面层为0.633,说明AC-20中面层与SMA-13上面层采用构造深度法进行离析评价并不具备较好的适用性。     

加速加载下沥青路面地震波模量分析

为探索沥青路面地震波模量与路面响应的关系,在细砂路基上的半刚性基层沥青路面进行了MLS66足尺加速加载试验,同时进行了加载区域地震波模量的测试,分析了地震波模量与加载次数、路面温度、车辙变形以及沥青面层底部拉应变的定性或定量关系.结果表明:在加速加载试验过程中,地震波模量随加载次数的衰减过程大致可分为迅速衰减及稳定降低阶段,前一阶段中平均衰减速度为0.1 GPa/万次,模量减少值约占总地震波模量降低值的75％,后一阶段衰减速率降低一个数量级;地震波模量与车辙永久变形呈二次多项式关系;地震波模量与上面层层底温度的变化趋势相反,多项式模拟可较好地表达二者关系;地震波模量与面层层底纵、横向应变变化趋势相反,且变化程度相当.     

持续极端高温天气下沥青路面温度特性分析

近年来极端高温天气频发,且高温天气持续时间越来越长,严重影响沥青路面性能。为此,文章建立了持续极端高温天气下沥青路面温度计算模型,监测了持续极端高温下路面温度变化,验证了模型正确性,分析了持续极端高温天气的影响。结果表明:持续极端高温天气下沥青路面温度可达到72℃,上面层底部温度能达到65℃,中面层温度为56℃,下面层温度为45℃～50℃;上面层及中面层最高温度高于现有规范车辙试验的60℃,容易诱发车辙。研究结果能为夏季高温地区沥青路面设计提供支撑。     

SMA沥青路面抗车辙性能研究

通过足尺路面加速加载试验系统,对SMA沥青路面的抗车辙能力与普通沥青混凝土路面进行了对比试验。试验结果表明,SMA沥青混合料具有较好的抗车辙能力,而中面层沥青混凝土是沥青路面车辙的主要贡献者,仅仅加铺一层SMA沥青混合料并不能从根本上解决沥青路面的车辙问题,需要加强对各层沥青混合料的综合设计。     

级配离析对桥面上面层SMA-13的影响与评价研究

为探究级配离析对桥面上面层沥青混合料的影响,室内设计SMA-13的标准级配和4种离析级配,对不同的级配成型马歇尔试件,进行力学试验和车辙试验,测定其各项指标,并利用分形理论研究级配离析。研究结果表明:级配离析对沥青路面的空隙率和沥青饱和度影响很大,仅是轻度离析就超过了设计要求的上下限;SMA-13级配离析后抗水损害能力有所增强,但动稳定度下降很快;该文以修正的级配分维数D作为评价级配离析的指标,通过拟合级配分维数与空隙率的关系得到SMA-13的无离析D值范围为1.990~2.092。     

沥青路面抗滑试验研究

本文通过对不同级配沥青混合料在不同空隙率条件下室内轮碾成型的车辙试件进行构造深度试验，摩擦系数（摆值）试验。研究了沥青路面抗滑性与沥青混合料空隙率的关系及抗滑性的影响因素。并通过大型直道足尺试验。测定不同轴载的次数下，沥青路面构造深度与摩擦系数（摆值），探讨了不同类型沥青混合料抗滑指标随轴载次数的衰减规律。     

基于车辙试验的空隙率效应模型的建立

采用常见的3种沥青混合料，旨在通过室内车辙试验，分析不同试件空隙率对车辙试验结果的影响程度，探讨了不同空隙率试件试验结果之间的内在联系。通过大量车辙试验，对比不同孔隙率试件车辙试验结果，发现孔隙率变化会对试验结果产生重大影响。同时，在室内车辙试验的基础上，对不同空隙率、不同轮载作用次数下车辙深度进行回归分析，建立了标准试验条件下，混合料车辙深度的空隙率效应模型（VEM）。分析表明，以7％作为基准空隙率可以得到与实际更为接近的预估车辙深度。该模型可预估不同空隙率混合料在不同轮载作用次数下的车辙深度，也可对不同空隙率试件在不同轮载作用次数下的车辙深度进行转化。     

高速公路沥青路面车辙与路面使用性能影响分析

通过对王楼至兰考高速公路长期的观测与调查,研究了车辙病害的发展情况、外部环境因素及其对路面使用性能的影响。研究结果表明：河南地区高速公路沥青路面车辙病害与气温、交通荷载、降雨量等外部环境关系显著,高温以及重载车辆的反复荷载作用是造成车辙的主要原因;河南地区高速公路典型病害的发展可直接反应在路面平整度的变化中,车辙与平整度存在线性相关关系,可通过修复车辙来保证路面良好的平整度。     

沥青混合料离析对沥青路面路用性能的影响研究

根据现场沥青路面施工过程中混合料的离析状况,选择了不同离析程度的试件,通过现场和室内路用性能试验,定量地分析了不同离析程度对沥青混合料路用性能的影响。     

高速公路沥青路面车辙病害的试验分析

车辙是高速公路沥青路面最主要病害之一,通过对连霍高速公路郑州段沥青路面的调查与室内试验分析,研究了沥青路面产生车辙的原因。对病害路段钻取芯样进行相关室内试验,结果表明:沥青用量大、沥青软化点低、混合料级配不合理是产生车辙的内因;路面调查显示重载车辆行驶速度慢,基层和面层的粘结强度低是产生车辙的外因。因此,防治车辙,不仅要考虑原料用量和级配,还要严格控制车载和车速。     

基于粘弹塑性理论的沥青路面车辙分析

应用粘弹塑性理论,研究了沥青混合料一维粘弹塑性本构关系,并运用ABAQU软件建立了柔性基层沥青路面车辙分析的有限元模型,研究了路面车辙的发展规律,经环道试验进行了验证。结果表明:荷载作用初期路面车辙发展较快,而后期车辙发展较慢;路面永久变形主要由绝对车辙引起,侧向隆起仅占15%~30%;随着沥青层厚度增加,车辙增加,但增加幅度逐渐减小;从表层开始沥青层的变形率随深度的增加而逐渐变大,在8 cm处变形率达到最大值,之后逐渐减小;沥青路面车辙主要产生在结构深度20 cm深度范围以内,尤其在4~12 cm之间。另外,进行了重载作用下的路面车辙模拟,对基于车辙等效的轴载换算进行了探讨,提出轴载换算系数为5.9。     

基于直道足尺车辙试验的沥青路面重载轴载换算方法研究

车辙现已成为沥青路面一个严重问题,车辙也将发展成为沥青路面设计指标之一,故需建立起与其相对应的轴载换算公式。通过对3种典型的沥青路面结构进行直线式加速加载足尺试验,对不同重载作用下路面车辙随荷载作用次数的变化关系进行分析,得到了车辙预估方程,进而用等形变法建立了基于路面车辙等效的重载轴载换算公式。实验证明,利用该这个公式,再通过车辙预估方程计算的车辙与直道实测车辙数据拟合情况较好。     

长大纵坡沥青路面车辙形成与控制研究

为了研究车辙在长大纵坡路段沥青路面中的形成、分布规律及控制对策,该文在取得车辙调查数据的基础上,分析了长大纵坡路段车辙的纵向、横向分布规律及其影响因素,并针对长大纵坡路段从沥青路面结构优化和非结构优化两方面提出了车辙控制方法,对减少长大纵坡路段车辙的产生具有指导意义.     

振荡压实技术在SMA沥青面层压实中的应用

针对SMA面层采用振动压实易破坏表层粗集料的完好性，使路面产生波纹，影响路面的平整度，导致表层材料振松，降低表层密实度的问题，运用振荡压实技术压揉结合的特点对SMA沥青面层进行了压实。结果表明：振荡压实能够保证SMA骨料不被破坏，提高了路面的平整度、压实度和光滑度，减少了离析现象的发生，延长了路面的使用寿命。     

玄武岩纤维沥青混合料的路用性能及抗裂性能

为研究玄武岩纤维对沥青混合料路用性能和断裂性能的影响,基于马歇尔试验确定了不同玄武岩纤维掺量下的最佳油石比,并基于此分析纤维掺量对路用性能、老化性能、抗断裂性能的影响规律及其改善效果。结果表明：（1）玄武岩纤维掺量将影响最佳沥青用量,需同时考虑纤维掺量以确定最佳油石比;（2）纤维质量掺量为0.1%时,具有最佳的改善效果,最大可将高温稳定性能、低温抗裂性能、水稳定性能分别提升31.5%~38.4%、24.4%~37.3%、1.2%~5.5%。纤维对老化沥青混合料的高温稳定性的改善程度最佳,尤其是动稳定度,改善程度是其他性能的1.28~15.0倍;其次是低温抗裂性;水稳定性的改善效果最弱。纤维可通过增加沥青混合料的延性,以提高峰值荷载对应的裂纹张开位移,且玄武岩纤维在中温情况下对沥青混合料的抗断裂性能改善效果要高于低温条件,最大可提升21.64%的断裂韧性。     

应用PQI评价沥青路面离析的研究

沥青路面施工过程中会出现不同程度的离析,以往判断施工离析的方法主要凭借肉眼观察和钻芯取样,缺乏科学性和可信性。由于没有合适的测量手段和评价方法,导致对于离析的判断处于破损性检测和定性评价的阶段。文章介绍在某高速公路沥青下面层施工过程质量检测中,采用PQI(Pavement Quality Indicator)快速、无破损检测路面的空隙率,直观定性分析路面离析的情况和找到离析的原因,然后利用统计分析的方法可以定量评价路面离析程度及范围。     

沥青路面车辙变形特性及其影响因素分析

针对高速公路沥青路面日益严重的车辙病害进行调查,选择代表性路段钻芯取样,分析路面车辙变形分布特征以及混合料密度和沥青含量变化规律,研究混合料空隙率、级配指数及车辙变形率与路面车辙深度的关系,并采用灰色理论对影响混合料抗车辙性能的因素进行灰关联分析。结果表明:中面层对路面车辙贡献率最大,伴随着车辙变形存在混合料进一步压密、沥青流动迁移现象,在空隙率、级配指数、车辙变形率、中面层4.75 mm通过率和粉胶比五个因素中,车辙变形率与车辙深度有最大的灰色关联度,对车辙深度的影响最为显著,可充分体现沥青混合料的抗车辙性能。