抗车辙性能强的合理沥青路面结构初探
沥青路面结构抗车辙的研究
我 国高 速公路 基本 上是 用 了十几年 的时 间走完 了 国外 发达 国家近 半个 世纪 的建设历 程 ， ２ １ 到 ０ ０年 底 ， 国高速 公路通 车 总里程 达到 ７４万公 里 ， 全 ． 居世 界 第二位 。高速公 路 取 得举 世 瞩 目的成果 ， 同时 但 我们 也看 到 ， 高速 公 路 的早 期 损 害 也 日益 严 重 。一
各 地 区材 料 、 输 和土地使 用 费用不 同 ， 运 因此再
生 １ 废 料 直 接 节 约 的 费 用 估 计 在 １０—２ ０元 之 ｔ ０ ０
间。
运输 距 离 ２ ｋ ：． ０ｉ ０８ ｎ
堆弃 费 ： ； ５元 合计 ：９ ． １４ ５元／ 。 ｔ
Ｂｒｅ ｓ ｕ ｓｏ ｎ Ｃｏ ｓｒ ｃ ｉ ｎ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｔＩ — ｌ ｃ ｃ ｃ ｉ ｇ ｉ ｆＤｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｎ ｔｕ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆ Ｈｏ ｎ— ｐ ａ ｅ Ｒｅ ｙ ｌ ｏ ｎ
最大深 度达 ６ ｍ。采用 铣刨 一层 或两层 沥 青混 凝 土 ｃ
采用 Ｓ Ａ、Ｂ 、ｕｅｐｖ Ｍ Ｓ Ｓ Ｓｐｒａｅ等技 术 ， 车 辙 的 出现 只 但
是 略有减缓 ， 面仍 不 可避 免 出 现较 大 车 辙 。针 对 路 我 国高速 公路几 乎全 部采用 的是 半刚 性基层 路 面结 构形 式 的现状 ， 文 根 据 对沈 山高 速 公路 路 面 车 辙 本 近十 年 的跟踪检 测 和试 验 实 践 ， 新 的 角度 认 识路 从
维修 的最 主要 原 因 。 国内外 关 于 车辙 研 究 ， 偏 重 多 于材 料 ， 构 因素 的研 究处 于淡 化状 态 ， 结 如在 路 面 中
对病 害 较 重 的路 段 进 行局 部 维 修 处理 ， 车不 到 ５ 通 年 ，０４～２０ ２０ ０５年 对 全 线 进行 路 面维 修 ， 时 车辙 此
探讨高模量沥青混凝土路面抗车辙功能的结构力学
Construction & Decoration10 建筑与装饰2023年2月下 探讨高模量沥青混凝土路面抗车辙功能的结构力学董涛 张延伟 刘东 蔺召陕西华山路桥集团有限公司 陕西 西安 710016摘 要 社会经济持续发展提升了人们的生活水平与生活质量，伴随公路交通数量、重载车辆的持续增加，沥青路面的车辙问题已然变成国家级公路工程的关键性病害问题，其会对车辆交通出行中的安全性、舒适性等产生严重影响，车辙问题防治已经变成重要的待解决问题。
文中着手于车辙形成的具体情况进行探析，阐述高模量沥青混凝土路面抗车辙功能的结构力学，希望能够为相关工作者提供一些帮助。
关键词 高模量；沥青混凝土；路面；抗车辙功能；结构力学；引言当前高温天气频繁出现，重载车辆也在持续增加，车辙损耗问题也愈加严重。
同时对比水损坏、开裂等诸多问题，车辙维修更加困难，需要投入的维修成本也愈加高昂，所以，沥青路面养护中的车辙处理是需要及时进行解决掉的问题。
高模量沥青混凝土属于是新兴的路面材料，其抗车辙性能更为优良，为了能够有效规避车辙问题产生的不良影响，道路工作者开展了积极的研究，对路面模量进行改善的高模量沥青混凝土于道路界被更多人所认可。
通常情况下，高模量沥青混凝土都被应用在沥青面层，提升其弹性模量能够强化提升路面的荷载变形抵抗能力，提升路面的抗车辙性能，对道路工程应用年限进行有效提升，压缩后期维护所投入的成本资金[1]。
而我国依然处于应用初期，欠缺高模量沥青混凝土路面抗车辙功能方面的研究，国家既有路面结构与国外高模量混合材料的路面结构、形式存在一定差异，需要分析传统路面结构的受力情况，并且将高模量沥青混凝土路面和普通路面中的受力特点变化找出来，对其抗车辙性能进行深入探析。
1 车辙形成的具体情况道路工程在长期使用过程中，会产生种类不同的各种车辙问题，其不仅会对交通运输过程中的舒适性产生影响，更会对道路工程实际应用中的安全性、可靠性等产生严重影响。
沥青路面长上坡路段抗车辙技术初探
黑 龙江交通 科技
ＨＥ Ｌ Ｌ ＯＮ１ ３ ｄ ｌ ＡＮＧ ｄ ｌ ＡＯＴＯＮＧ ＫＥ Ｊ Ｉ
Hale Waihona Puke Ｎｏ． ４， ２ ０ １ ３
（ Ｓ ｕ ｍ Ｎ ｏ ． ２ ３ ０ ）
沥青 路 面长 上坡 路段 抗 车辙 技 术初 探
一
．
沥青路面长上坡路段最主要的病害是车辙 ， 设计要点是 如何应用不同矿料级配设 计方法得 到高温稳 定性能强 的沥 青混合料级配 ， 同时兼顾路面其他性能 的要求。沥青路 面发 生车辙的部位主要在 中面层 ， 且贡献率 超过 ６ ０ ％， 因此 沥青 混合料抗车辙性能优化 设计主要 应针对矿 料最大公称 粒径 ２ ０ ｍ ｍ的 中面层 ， 为此选择按几种不 同级配设计理念设 计的 沥青混合料级配 ， 并通过 常规 室 内试验 与加 速加 载 （ ＭＭｔ Ｓ ） 试验相结合的方法验证抗车辙的能力 。 沥青采用 了 ６种材料 ， 包括埃 索 Ｓ Ｂ Ｓ改性 沥青 、 青 川岩 沥青 、 Ｓ Ｋ ５ ０号沥青 、 Ｓ Ｋ ７ ０号沥青 、 矿 物纤维 ＋Ｓ Ｋ ７ ０号沥青 、 福塔纤维 ＋ Ｓ Ｋ ７ ０号沥青 ， 同时选择 了 ３种不 同类 型矿料级 配， 包括按照多级嵌挤 原理 设计 的粗 级配 Ｓ ｕ ｐ一 ２ ０ 、 细 级配 Ａ Ｃ一 ２ ０及紧密骨架 密实型 Ｓ ＭＡ一 ２ ０级配。 将这 ６ 种沥青材料和 ３种级配 分别组成 ９种不 同沥青 混合 料， 考虑经济成 本等因素 ， 其 中， ６ 种 组合 以 Ｓ ｕ ｐ 一 ２ Ｏ 级 配为主 ， 另选择 Ｓ ｂ ｌ Ａ一 ２ ０ 、 Ａ Ｃ一 ２ ０与 Ｓ Ｂ Ｓ 改 性沥青及 Ａ Ｃ一 ２ ０与普通 ７ ０ 沥青 ３种组合 。
沥青路面车辙成因分析及车辙试验研究
目录
01 一、沥青路面车辙的 成因
02
二、沥青路面车辙试 验
03
三、沥青路面车辙预 防措施
04 结论
05 参考内容
沥青路面车辙是公路工程中普遍存在的一种病害，严重影响路面的平整度和行 车安全性。本次演示将从沥青路面车辙的成因、车辙试验和预防措施三个方面 进行分析和探讨。
温度也是沥青路面车辙形成的重要因素。高温条件下，沥青路面材料的强度和 稳定性会降低，容易产生车辙。特别是在夏季高温天气，沥青路面温度升高， 车辆通过时很容易产生车辙。
水因素对沥青路面车辙的形成也有很大的影响。路面中的水分会软化沥青和集 料，降低路面的强度和稳定性，加速路面的磨损和老化，从而增加车辙产生的 可能性。
针对沥青路面车辙的成因，可以采取改进路面设计、加强施工质量控制、减少 轮胎磨损等预防措施来提高路面的耐久性和安全性。然而，沥青路面车辙的形 成机理和预防措施还需要进一步深入研究，以便更好地解决这一工程问题。
参考内容
引言
随着交通行业的快速发展，重载交通沥青路面承受的压力日益增大。在长时间 重载作用下，沥青路面容易产生车辙，影响路面的平整度和使用寿命。因此， 研究重载交通沥青路面车辙成因及混合料组成设计对于提高路面质量和延长使 用寿命具有重要意义。
试验方法：沥青路面车辙试验可采用试样控制法和现场道路试验两种方法。试 样控制法是通过在实验室中制作一定规格的试样，模拟现场路面的环境和载荷 条件进行加载试验，以评估路面的抗车辙性能。现场道路试验则是直接在道路 上选定试验段，通过实测车辆载荷和环境因素等数据，分析计算路面的车辙变 形量和变形速率。
结果及分析：沥青路面车辙试验结果包括车辙变形量和变形速率两个方面。在 相同条件下，变形量和变形速率越大，说明路面的抗车辙性能越差。通过对不 同因素进行控制，研究其对车辙形成的影响和规律。例如，通过改变车辆载荷、 温度和水因素等条件，观察它们对车辙变形量和变形速率的影响，从而找出影 响路面抗车辙性能的关键因素。
沥青路面车辙形成机理及防治措施探讨
沥青路面车辙形成机理及防治措施探讨摘要：车辙是沥青路面重要的破坏形式之一，严重影响行车舒适性甚至威胁交通安全面对日益严峻的高温、重载和大交通量道路环境，沥青路面的抗车辙要求也越来越高。
本文首先分析了车辙的类型及形成机理分析，最后提出了沥青路面车辙的防治措施。
关键词：沥青路面；车辙；措施1车辙的分类车辙是行车荷载反复作用在沥青路面各结构层上，路面行车道轮迹带永久下陷变形累积的结果。
沥青混合料的粘滞流动、土基与基层的变形是车辙形成的主要原因，并且包括一定程度的压实作用和材料磨耗等因素的作用。
目前，国际上根据车辙形成的原因，将将其分为四种类型。
1.1结构性车辙结构性车辙是指主要发生在沥青面层以下，包括路基在内的各个结构层的永久变形，其形成的主要原因是荷载作用超过路面各层强度。
这种车辙路面两侧不会产生隆起现象，只会产生下陷现象，并且这种下陷现象的宽度会比较大，断面形式主要呈 U 字型（凹形）。
1.2磨耗性车辙磨耗性车辙是指沥青路面结构顶层材料在车轮磨耗和自然因素作用下持续不断的损失而形成的车辙形式。
虽然在进行沥青混合料的设计和施工的过程中会想办法尽量避免沥青路面结构发生磨耗，但是随着各种防滑工具如防滑链和埋钉轮胎等的使用，使得磨耗型车辙在很多高等级路面上产生。
虽然我国很少见到这种纯粹的磨耗性车辙，但是它在一些北欧国家却很常见。
1.3失稳性车辙失稳性车辙是一种流动形式的车辙。
产生这种车辙的主要原因是沥青混合料在高温环境下发生软化，在车辆荷载下路面整体结构内部的剪切力远远超过沥青混合料本身的抗剪强度时，车轮轮迹处变形得到累积形成的。
这种车辙在车辆荷载的两侧发生“隆起”现象，产生W 型横断面的形态。
1.4压密型车辙压密型车辙产生的主要原因是施工工艺不规范。
在沥青混合料进行铺装后，有些施工单位会为了片面的追求施工进度或路面平整度进行快速或不完全的压实，造成部分路段压实不足。
在车辆荷载的重复高强作用下，这些路段的沥青层空隙率不断减小，当超过极限空隙率时车辙就会产生。
长大上坡路段沥青路面抗车辙技术分析
长大上坡路段沥青路面抗车辙技术分析摘要：对于沥青路面出现的车辙变形问题来说，其主要是因为沥青混合料受到高温荷载的影响所造成的，长上坡路段的沥青路面车辙主要是由于交通荷载过长的时间和高温以及重载综合影响形成的。
本文主要对长大上坡路段沥青路面车辙的影响因素进行分析，长大上坡路段沥青路面抗车辙技术进行分析。
关键词：长大纵坡；沥青路面；车辙技术对于车辙来说，其主要发生在高速公路的沥青路面中，是非常危险的一种病害，可以说，在所有的高速公路中都会发生，尤其是长大上坡路段的沥青路面中。
长大上坡路段发生车辙后对对正常的交通造成阻碍，同时，还对通行能力造成影响，对道路的服务水平有所降低，在降雨和冰冻等比较复杂的环境当中，很容易发生交通安全问题，造成严重的经济损失。
通过对长大上坡的沥青路面的抗车辙技术进行分析，可以有效降低病害的出现，并对长大上坡沥青路面在使用中的性能有所改善，对使用寿命进行延长，在此基础上，推动公路建设的正常运行。
一、影响因素的分析（一）路面纵坡因素的影响坡度十分小的长大路段，在这一条件下，汽车的运行速度可以说是非常正常的，然而一旦到达上坡路段之后，车辆重力就会沿着坡面出现一定的水平分力，造成车辆在上坡路段行驶过程中的车速逐渐衰减，一直到达一个最小的数值，之后，车辆就会一直以最小的速度进行运行。
如果货车用这样的车速驶入接下来的上坡路段，当该段纵坡的坡度比前一个纵坡大的话，那么，货车就会持续性地减速，进而达到一个新的纵坡的坡度下极限车速；当该纵坡的坡度比前一个纵坡的坡度小的话，那么，车辆就会加速，一直到新的纵坡下极限车速。
从相关研究中可以看出，一是，重载车辆形式在上坡路段的沥青路面时，从坡底向坡顶进行运行，速度明显降低，减速幅度深受坡度增大不断增大；二是，坡度一样的情况下，随着坡长的不断增加，车辆的速度进一步降低，由坡底到坡中，行驶的车辆减速幅度一般比坡中至坡顶的距离大；与此同时，上坡路段中，沿路面行驶的车辆重力水平分力对车辆行驶造成阻碍，这时，车辆就要对牵引力进行增加，继而达到对水平阻力进行克服的目的，确保运行的正常性，如果纵坡比较大，那么，车辆的载重就会越大，同时，水平阻力也在增大，当超载十分严重的话，车辆在爬坡一段时间之后就会像青蛙一样跳跃，并不是连续性的转动，这些间隙跳动会对路面造成附加的一个冲击力，如果车辆车况比较差，那么在爬坡中的性能就会越差，该问题直接对车辆的爬坡速度产生影响，仅仅只依靠车辆本身的惯性行驶，所以车速下降的非常快，然而车辆行驶一段距离，并且速度降低一定的范围之后，就需要对牵引力进行增加，并继续保持低速运行，所以，车辆荷载和沥青路面之间水平力会在长达上坡路段的一个位置处突然增大，一直保持到坡顶。
浅析沥青路面抗车辙性能评价及结构优化
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． １ ６ １ １ ６ ； ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｊ ｓ ｌ 【 ｊ ． ２ ０ １ ７ 。 １ ０ ． ０ ５ １
密实 混 凝 土就 自然 而 然 的代 替 了 以振 捣棒 深 入 探 究 的 传统 施 工 工
准 ，其 主要 设 计 主要 是 通 过 顺 应 路表 的弯 曲与 沉 降 以半 刚 性基
层 底 面 及沥 青 面 层 底 面 的 弯拉 应 力 作 为验 证 设 计 的 标准 。 自新 中
国成 立 以来 ，这 个 设 计理 论 就 被 广 泛 地运 用到 沥 青 路面 的设 计 当 中 。在 半 刚 性基 层 沥 青路 面 的结 构 形 式 当 中 ，这 里 的 控 制性 指 标
求 的 关键 。除 了 具体 的技 术 手 段 和 方法 ．高 性 能 混凝 土 的配 合 比
【 ２ 】 ＣＥ Ｃ Ｓ ２ ０ ７ —２ ｏ ０ ６ 高性能 混凝土应 用技术规 程［ Ｓ 】 ． Ｅ 京 ：建 筑 工 业 出版 社 ，２ ０ ｏ ６ ． 【 ３ ］冯 乃谦 ，邢锋 ． 高性 能混凝 土技术 ［ Ｍ】 ． 北 京 ： 原 子 能 出 版 社 ，２ ０ ０ ０ ． ［ ４ 】余 明 东 ． 高 性 能 混 凝 土 配 合 比设 计 思 考 【 Ｊ １ ． 西 昌 学 院 学报 （ 自然 科 学 版 ） ，２ ０ ０ ７ ，９ （ ３ ） ：５ ７ ．
现 出来 。 因此 ，我 们很 有必 要 对 沥青路 面的抗 车辙 性 能作 出完善合 理 的评 价 ，并在 此过 程 中对 它 的结构 实施一 系列 改 良措 施 ，以延 长沥青路 面的使 用寿命 及 使 用质 量 ，使 它 能够 更安 全地 为人 们所 用 。
沥青路面车辙分析与防治
沥青路面车辙分析与防治摘要：本文旨在对车辙的成因进行深入分析, 并提出具体防治措施。
应用数学公式分析方法对主要的失稳型车辙从表现形式、形成机理以及影响因素方面做了详细介绍和系统分析, 同时对结构型及磨耗型车辙也作了阐述, 根据不同的车辙形式提出了相应的防治措施。
关键词: 沥青路面车辙; 沥青混合料; 高温稳定性引言车辙是沥青路面特有的一种破坏现象, 是各种复杂因素综合作用的结果。
它经常出现在车轮碾压的轮迹带上, 轮迹带逐渐产生下凹变形, 并形成了两条纵向的槽。
车辙也经常发生在城市道路公共车辆的停靠站、十字路口、爬坡道, 加速减速地段以及高速公路收费站等处, 严重时会使道路两侧隆起变形,加速路面的早期破坏, 导致路表面横向排水困难, 造成车辆水漂和冰滑现象, 从而引起车辆及人员的伤亡。
一、车辙分类1、磨耗型车辙。
是由于沥青路面表面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造成的。
在路面车辙中, 一般以失稳型车辙为主。
当土基和基层垫层的承载力明显不足或压实不足时,结构型车辙比较明显; 当沥青结合料明显偏少或者粘附性明显不足或寒冷地区沥青发硬变脆, 造成沥青混合料松散时, 磨耗型车辙比较明显。
2、结构型车辙。
是由于路面结构整体刚性不足, 由荷载作用下产生的永久变形积累造成的, 这种变形主要是由于路面基层、垫层的竖向永久压缩变形和土基的固结造成的。
3、失稳型车辙。
是由于沥青混合料高温稳定性不足引起的, 因路面结构层在车轮荷载作用下内部材料的横向流动引起位移而形成的。
当沥青混合料的高温稳定性不足时, 在外力作用下沥青路面常会产生这种车辙。
二、车辙原因分析及防治1、失稳型车辙原因分析与防治失稳型车辙主要是由于沥青混合料高温稳定性不足而造成的, 常出现在沥青面层10 cm 以内, 在高速公路沥青面层中, 中面层容易出现这种车辙。
高温时的车辙, 主要是抗剪强度不足或塑性变形过剩造成的。
沥青混合料的强度取决于混合料的内摩擦角和粘聚力, 可以用摩尔方程S= c+ Rtan 5 来说明矿料和沥青对沥青混合料抗剪强度S的影响, 其中, c 是沥青与矿料之间产生的粘聚力, 5 是矿料与矿料之间产生的内摩擦角, R是沥青混合料所受的正应力。
浅谈如何提高沥青路面抗车辙能力
浅谈如何提高沥青路面抗车辙能力浅谈如何提高沥青路面抗车辙能力【摘要】高温稳定性能是沥青混合料的一项重要路用性能，稳定性缺乏而引发的病害，包括在水平力的作用下产生的推移、壅包、波浪等，而对于渠化交通严重的高速公路沥青路面而言，高温稳定性的问题突出表现为车辙本文通过工程实例，提出影响沥青混合料的高温稳定性的诸多因素，随着对沥青路面高温车辙的认识以及试验设备的不断完善，对影响沥青路面的高温稳定性因素加以控制。
【关键词】沥青混合料车辙配合比设计随着车辙现象的加剧，沥青路面混合料骨料会重新排列，使沥青路面出现纵向裂缝、松散从而使路面结构发生破坏。
对超重车辆及持续高温对路面的抗车辙能力影响估计缺乏，基层顶面透层与下封层乳化沥青用量过大，在高温时起到了润滑作用，加剧了层间流动。
同时抗水损坏能力与抗车辙能力在沥青混合料的结构设计的技术要求是相互矛盾而由相互制约的。
1 车辙形成的机理车辙形成的三个阶段：1.1沥青混合料的后续压实沥青混合料的再次碾压成型前是有骨料、沥青、胶结材料组成的松散混合物，经过碾压后，高温下处于半流动态的沥青及由沥青与矿粉组成的胶浆被挤进矿料间隙中，同时骨料被强力排挤成具有一定骨架的结构。
碾压完毕交付使用后，沥青混合料在初期阶段，在汽车荷载的作用下进一步压实，形成微量的永久变形，如果压实效果好，这一变形可以忽略不计。
1.2沥青混合料的流动变形在高温及车辙荷载作用下，沥青混合料中得自由沥青及沥青与矿料形成的沥青胶浆会首先流动，从而引发沥青混合料的流动变形，混合料网状骨架结构产生失稳，这局部半固态物质除局部填充于混合料空隙外，还将随沥青混合料自由流动，从而使路面受载处被压缩而变形。
1.3沥青混合料的结构性失稳变形处于半固态的沥青混合料，由于沥青及胶浆在荷载及高温作用下首先流动，混合料中粗、细料组成的骨架逐渐成为荷载主要承当者，随着温度的升高或荷载的增大，在加上沥青的润滑作用，硬度较大的矿料颗粒在荷载直接作用下会沿矿料间接触面滑动，促使沥青及胶浆向富集区流动，导致沥青混合料的结构失去稳定性，特别是当骨料间沥青及胶浆过多时，这一过程更明显，也往往产生较大的流动变形。
沥青路面抗车辙性能评价及结构优化分析
沥青路 面抗车辙性 能评价 及结构优化 分析
● 葛剑波
【 摘
要】由于交通运输 需要 ，国内沥青路面每天都会 承载
左右 。 但 这 种 级配 对 于沥 青 含 量 的 要 求 却 极 为 严 苛 ，
任何 沥青路面上的车辙痕迹 ，都可能会因为长 时 间的车辆碾压 ，而导致其他危 害发生。这些危害 主要分为两种 ：（ １ ）加大 了安全 隐患系数 。如果沥 青路面如果 出现 车辙 ，就会直接对路面平整 度造 成 影响，造成行车 舒适度 出现下降 的情 况，而 且会 使
所 谓 车 辙 是 指 ， 车 辆 在 路 面 行驶 之 后 留 下 的 车
最大 。当路段温度上升时 ，沥 青混合料劲度模量也 会随之减少 ，这时路面抗 车辙 性能就会降低 ；当路 面车流 量过 大，且车辆荷载 出现 下降时，沥青 内部 就会 出现 “ 剪应力 ”，会直接造 成沥青 混合料变形 的问题 ，经历过一段时 间之后 ，车辙就会随之产生 。
１ ． 内 部 因素 这 种 因 素 主 要 是 由 于 路 面 原 材 料 、 施 工 质 量 以 及 整 体 施 工 设 计 等 内容 所 产 生 的 ，尤 其是 沥 青 混 合
性进行深入 分析 ，准确 找到各段路面 结构 性能中的 问题与安全 隐患 ，并要 设置出相应优化方案 ，有 效
严格 控 制 ， 且 要 对 沥 青 混 合 料 的 稳 定 性 进 行 保 护 ， 同时 要 参 照 沥 青 混 合 料 稳 定性 指 数 ， 对 重 交 通 石 油
城市道路沥青路面抗车辙措施及结构层设计
城市道路沥青路面抗车辙措施及结构层设计1.；2. 天津市市政工程设计研究院郑州分院，450000）摘要：城市主干路车流量大，道路主要参与者为小客车大型公交车，城市道路在交叉口范围内需要渠化设计，在交叉口处需要减速行驶，容易在在交叉口范围、公交停靠站、公交车道等位置处出现失稳型车辙及磨耗型车辙。
城市主干路往往是人民生产生活的重要道路，一旦出现相关病害，除了影响车辆行驶的舒适性，养护时时常需要封闭交通，从而造成市民生活不便，，同时造成经济损失。
为减少相关病害的发生，应采取相关措施提高沥青路面抗车辙的性能。
关键词：城市道路、沥青路面、车辙、结构层设计1.城市道路的等级与城市道路交通的主要参与者城市道路按照道路在城市路网中的地位、交通功能以及对沿线的服务功能等要素分为快速路、主干路、次干路和支路四个等级。
不同等级的道路在城市路网中的作用也不一样。
快速路、主干路连接城市各分区的干路，以交通功能为主，次干路承担主干路与各分区间的交通集散作用，兼有服务功能。
支路与街坊路(小区路)的连接线，以服务功能为主。
由于城市道路禁货的原因，城市快速路交通参与者主要为大量的小客车和少量小型载货汽车，主干路交通参与者是大量的小客车和公交车同时兼有少量小型载货汽车，对于次干路与支路而言，参与值是小客车与少量的公交车。
2.城市道路沥青路面病害类型通过对某城市主干路路面病害调查发现，城市道路沥青路面病害的主要类型包括：车辙、市政管线井盖位置处路面沉降、坑槽、松散、裂缝等。
尤其是车辙病害相对严重，车辙病害主要发生在城市道路交叉口渠化交通位置、公交车停靠站位置等，且相关位置处车辙病害往往相对比较严重，长期的重复荷载造成的车辙病害逐渐发展，造成沥青路面的网状破坏，甚至结构失稳。
车辙病害主要是路面沥青混合料被压密和剪切变形导致。
车辙是沥青路面在汽车荷载作用下产生竖直方向上永久变形的积累，尤其在高温季节渠化交通情况下更容易出现车辙病害。
车辙病害的类型有四种情况：失稳型车辙、结构型车辙、磨耗型车辙、压密型车辙。
抗车辙剂在沥青路面中面层的路用性能探析
而 诱 发 网裂 、 坑洞 、 槽等 病 害 。雨天 排水 不 畅 ， 坑 降低 路 面 抗 滑 能 力 ； 辆 在超 车 或 更 换 车道 时方 向失 控 ， 响 车 影 车 辆 行 驶 安 全 ， 路面 车 辙 病 害越 来 越 引 起 人们 的关 注
材料研究与应用
广东建材 ２１ 年第 ６ ０２ 期
抗车辙剂在沥青路 面 中面层 的 路用 性 能探 析
李建新 李晓琛 （ 广东省建筑科 学研 究院）
摘 要 ：研究了在沥青路面中面层中使用不同种类的沥青混合料的路用性能。对普通沥青混合料、
抗 车 辙 剂 沥 青 混 合 料及 改性 沥青 混合 料 的 高温 稳 定性 、 稳 定 性 及低 温 抗 裂性 能进 行 的 比对 与分 析 ， 水 建 议 在 沥 青 路 面 中 有 针 对 性 地推 广 和 使用 抗 车 辙 剂 。
梁 弯 曲指标 。
在沥青路面中， 由于上 面 层 表 面粗 糙 ， 防渗 水 性 能 相 对 低 一 些 ， 要 中 面层 具 有 较 好 的 防渗 水 性 能 ， 止 需 防
雨 水 从表 面层 渗入 到 底面 层 、 层 、 基层 中 ， 沥青 路 基 底 对 面 产 生破 坏 作用 。车 辙病 害调 查 表 明 ： 中面 层 的车辙 变 形 占沥 青路 面 总车 辙 变 形 的 比例 最 大 ， 因此 ， 高 中面 提 层 的抗 车 辙 性 能对 整 个 路 面 的 路用 性 能 有 着 非常 重 要
３ ． ２高温稳定性能比对
对 于路面 车 辙 ， 一般 情 况下 车 辙主 要 指 失稳 性车 在 辙 。 随着 车辙 现 象 的加剧 ， 青路 面 混合 料 骨料 会 重 新 沥 排列 ， 沥青 路面 出现 纵 向裂缝 、 使 松散 ， 而 使路 面 结构 从
沥青路面抗车辙性能分析
沥青路面抗车辙性能分析单景松;吴淑印【摘要】为探究沥青路面车辙形成过程,以力学-经验法研究了3种结构类型沥青路面的车辙累积规律,研究流程包含温度场、沥青混合料动态模量和沥青混合料动态蠕变模型3个分析模块,其中沥青混合料动态模量和动态蠕变模型通过试验方法获取.由温度场分析模块得到不同时刻沥青路面各层的温度,通过不同温度和加载频率下试验获取沥青混合料动态模量,以此作为力学模型参数计算获取不同时刻沥青路面各层的应力状态,进而根据动态蠕变模型分析沥青路面不同层位的塑性应变,累积得到整个沥青路面面层的车辙量.结果表明:AC+AC+AC结构上、中面层为车辙产生的主要层位,而将该结构AC上面层替换为SMA上面层可显著降低沥青路面的车辙量,此时中面层对路面的车辙贡献最大.因此,从减少车辙的角度出发,推荐沥青路面结构采用SMA+AC+AC或SMA+ AC+ LSPM(大粒径排水碎石)结构,同时应加强中面层材料的高温稳定性设计.【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2016(019)001【总页数】7页(P124-130)【关键词】沥青路面;车辙;力学-经验法;动态模量;动态蠕变模型【作者】单景松;吴淑印【作者单位】山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266510;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266510【正文语种】中文【中图分类】U414.0车辙是沥青路面的主要病害之一，特别是交通运输向大型化、重型化的方向发展使沥青路面在抗车辙能力方面面临更大的挑战.目前对沥青混合料抗车辙性能已开展了大量研究，结果表明矿料级配、集料形状、沥青胶结料类型都是影响沥青混合料高温变形的主要因素[1-3].沥青路面车辙变形除与沥青混合料本身的高温变形性能相关外，也与外界温度变化和交通荷载密切相关，对沥青路面车辙变形进行合理评估一直是沥青路面结构设计面临的难题.目前人们主要采用经验法、理论分析法和力学-经验法对沥青路面车辙变形进行研究.经验法通过对试验路或者室内试验数据进行统计回归，获得沥青路面车辙预估模型[4-7].该法在特定条件下可获得满意的沥青路面车辙预估结果，但受试验条件的影响其推广应用受到限制.理论分析法主要利用沥青混合料的黏弹性特征，以力学计算方法确定沥青路面车辙变形量[8-9].由理论分析法确定的沥青路面车辙预估模型能从本质上反映沥青路面的实际车辙变化，但模型参数较多且确定过程比较复杂，现阶段实际应用难度较大[10-11].力学-经验法吸取了经验法和理论分析法的优点，采用力学方法分析沥青路面的受力特性，同时结合试验数据和统计分析综合评价沥青路面的抗车辙性能.在沥青路面结构设计中，力学-经验法已逐渐成为分析沥青路面抗车辙性能的主要方法[12-13].本文依据力学-经验法对山东地区常用的几种半刚性基层沥青路面车辙变化规律进行了分析.本文采用力学-经验方法对沥青路面抗车辙性能进行研究.力学计算时首先将沥青面层细分成n个薄层，分析过程中分别求取每一薄层的塑性变形，然后将各层塑性变形叠加，得到路面的总塑性变形(车辙深度)RD.RD计算方法如式(1)所示：式中：εpi为第i层中间点的塑性应变；hi为第i层层厚；εpihi为第i层塑性变形. 使用式(1)时，求取各层的塑性应变εpi是关键.由于沥青混合料是一种黏弹塑材料，行车荷载下其塑性应变与荷载特性、外界温度变化、沥青层应力状态相关.因此，沥青路面的车辙分析涉及到路面温度场、沥青混合料力学参数、结构层变形累积规律等多个方面.本文采用图1所示流程进行沥青混合料车辙分析. 图1中主要分3个模块，分别为温度场分析模块、动态模量分析模块和动态蠕变模型分析模块.各模块的功能为：温度场分析模块主要提供沥青路面不同深度处随时间变化的温度，可以得到不同季节的沥青路面温度数据；动态模量分析模块根据室内动态模量试验获得不同温度和加载频率下的沥青混合料动态模量，为路面受力分析提供力学模型参数支持；动态蠕变模型分析模块根据动态蠕变试验回归确定沥青混合料的蠕变特性，建立合理的沥青混合料蠕变模型.上述3个分析模块建立以后，车辙分析过程为：(1)根据季节和时间变化提取沥青路面的温度场数据；(2)提取对应温度的沥青混合料动态模量代入多层弹性体系模型，计算获取不同季节不同时刻沥青路面的受力变形状态；(3)依据沥青混合料动态蠕变模型预估多次重复荷载作用下沥青路面的塑性变形累积规律.路面温度场分析模块可参见文献[14]，这里不再赘述.下文将对动态模量分析模块和动态蠕变模型分析模块进行阐述.2.1 沥青混合料动态模量依据AASHTO TP 62—03[15]标准，在无围压的条件下对直径为D的圆柱型试件施加连续正弦荷载，当试验达到稳定状态时测定试件的(竖向压)应力幅值(σ0)和(竖向压)应变幅值(εo)，再根据两者的比值来确定动态模量)，计算方法如式(2)[15-16]所示.式中：为试验中施加的荷载峰值平均值；A为试件横截面积；为试件平均形变量；l0为应变计测量间距.采用UTM试验机对山东地区常用的沥青混合料(AC-16混合料，AC-25混合料，SMA-13混合料，LSPM-30混合料)进行动态模量试验.试验选用3个温度，分别为20，40，55℃，每个温度下设定6个加载频率，分别为25.0，10.0，5.0，1.0，0.5，0.1Hz.采用旋转压实法成型沥青混合料圆柱体试件，试件尺寸为直径100mm、高度150mm.试验结果列于表1中.从表1可以看出，加载频率和温度对沥青混合料动态模量影响非常大.以AC-16混合料为例，在20℃条件下，当加载频率从0.1Hz变化到10.0Hz时，AC-16混合料动态模量值从3011MPa增加到10266MPa，增加幅度达2.4倍.同样，温度的影响也很明显.如加载频率为10.0Hz时，AC-16混合料20℃ 下的动态模量是40℃下的2.6倍，是55℃下的8.5倍.因此，选用合理条件下的沥青混合料动态模量值尤为重要.依据中大型车辆对路面某一点作用的有效时间，本文选用10.0Hz条件下沥青混合料的动态模量数据作为力学模型参数.另外，AC-13混合料动态模量试验结果与AC-16混合料接近，后文中AC-13混合料动态模量值可取表1中AC-16混合料的动态模量数据.2.2 沥青混合料动态蠕变模型动态蠕变试验主要测试沥青混合料在重复动态荷载下的蠕变变形规律[13].试验使用UTM试验机完成，分别在40，60℃下进行，每个温度下设定2个应力水平，分别为1.0MPa和0.6MPa.采用的试件为圆柱体，直径为100mm，高度为150mm.施加的荷载形式为半正弦波，1个循环周期为1.0s，加载过程0.1s，卸载过程0.9s.典型的沥青混合料蠕变曲线见图2.由图2可以看出，沥青混合料蠕变过程呈现出明显的3个阶段，即迁移阶段、稳定阶段和破坏阶段.当温度较高或应力水平较高时，沥青混合料将在较少的荷载作用次数下即进入破坏阶段.当温度较低或应力水平较低时，沥青混合料在较多的荷载作用次数后才能进入破坏阶段.NCHRP 1-37A标准[13]采用了式(3)所示的车辙分析模型(以下称为AASHTO模型)，该模型将沥青混合料的累积塑性应变(εp)和弹性应变(εr)的比值表示为试验温度(t)、荷载作用次数(N)的函数，是一个比较简洁实用的动态蠕变模型.式中：a1，a2，a3均为模型参数.为验证AASHTO模型的适用性，使用动态蠕变试验数据进行了验证.利用多项式拟合方法对40，60℃下0.6，1.0MPa应力水平(加载频率为10.0Hz)的动态蠕变试验数据进行拟合，结果发现AASHTO模型可以较好地模拟沥青混合料蠕变的前2个阶段.但在不同应力水平(0.6，1.0MPa)下，AASHTO模型参数a1，a2，a3相差很大，说明参数a1，a2，a3受应力水平的影响，塑性应变与弹性应变之间并非为与应力水平无关的线形关系.为此，本文对AASHTO模型进行了修正，将弹性应变更改为应力(σ)，且塑性应变与应力之间为非线形关系，具体形式如式(4)所示. 式中： a4为模型参数.依据式(4)，利用多项式拟合方法，对40，60℃条件下不同应力水平(加载频率为10.0Hz)的沥青混合料蠕变试验数据进行拟合，得到模型参数a1，a2，a3，a4值.常用沥青混合料塑性应变与应力关系拟合方程列于表2.将AC-16沥青混合料塑性应变试验值(动态蠕变试验实测值)和预估值(修正模型(式(4))计算值)绘于图3中.由图3可以看出，在车辙产生的前2个阶段即迁移阶段和稳定阶段，AC-16沥青混合料塑性应变预估值与试验值比较吻合，说明修正模型能够将不同应力水平下的沥青混合料塑性应变统一在1个公式中，更便于实际应用.2.3 车辙计算方法对于沥青路面内某一点，随着1d中时刻变化和1a中的季节交替，其温度和应力值处于不断的变化之中，相同荷载作用次数导致的塑性应变增量并不相同，因此，求解连续增加的塑性应变值时，需要考虑不同温度和应力水平下的塑性应变增量转化.不同温度和应力水平下沥青混合料塑性应变增量见图4.根据修正模型(式(4))，采用如下方法对各点塑性应变增量进行计算.如图4所示，若前一时刻温度为t1，应力为σ1，则荷载作用N1次后的塑性应变为εp1.若后一时刻温度变化成t2，应力变化成σ2，在该时刻塑性应变计算时应首先求解起始塑性应变εp1对应的N2，如式(6)所示，然后根据式(7)计算该时刻荷载作用(N2+ΔN)次后的塑性应变εp2.选用图5所示的沥青路面结构对其抗车辙性能进行评价，其中CTB代表水泥稳定碎石基层.结构Ⅰ的上、中、下面层都是AC型沥青混合料.结构Ⅱ与结构Ⅰ的区别在于其上面层为SMA-13型沥青混合料而不是AC-13型沥青混合料.结构Ⅲ下面层采用LSPM-30沥青混合料.3.1 车辙发展规律分析取设计年限内累计标准轴载作用次数为 1500～3000万次，设计年限为15a，车辙分析时以 1h 为分析单位.假定整个交通量在设计年限内平均分布，则每小时对应的累计标准轴载作用次数如表3所示.以每小时作用200次标准轴载为例，对3种沥青路面逐年发展的车辙进行计算，结果绘于图6中，其中每年中每一数据点代表逐月(4，5，6，7，8，9，10月份)的车辙值.因每年1～3月份、11～12月份对车辙的贡献较小，因此这些月份对车辙的影响不予考虑.从图6中可以看出，3种结构的车辙发展规律相似.以Ⅲ型(SMA+AC+LSPM)结构车辙发展规律为例，在稳定发展阶段，车辙逐年增长规律相似，但车辙增加量逐年减少.1 a中车辙发展最快的时间集中在6～7月份，其他月份车辙增加量相对较小，比如对第3年到第6年的各个月份产生的车辙量分别进行整理，结果发现第3年至第6年间，6月份和7月份2个月对车辙的贡献率为66.30%，8月份和5月份对车辙的贡献率分别为16.50%和10.25%，4月份和10月份对车辙的贡献率仅为1.19%和0.50%.因此，车辙分析时可以将5～9月份作为车辙分析月份.图6 不同路面结构车辙逐年发展规律Fig.6 Rutting increasing rules year by year at different pavement structures从图6中还可以看出，经过10a的车辆荷载碾压，Ⅰ型(AC+AC+AC)结构沥青路面车辙发展最快，车辙量最大，达到1.43cm；Ⅱ型(SMA+AC+AC)结构沥青路面车辙发展较慢，车辙量较小，为1.06cm；Ⅲ型(SMA+AC+LSPM)结构沥青路面车辙发展最慢，车辙量最小，为0.87cm.由此可见，SMA和LSPM骨架型沥青混合料的使用对改善沥青路面的车辙有显著的作用.表面层4cm SMA-13沥青混合料的应用使前10a的沥青路面(Ⅱ型结构)车辙量减少了25.9%.3.2 各结构层对车辙的贡献为分析上、中、下面层对沥青路面车辙的贡献，分别提取各层车辙量随使用年限的变化数据，再整理出前10a的车辙贡献率数据，结果见表4.从表4中可以看出，Ⅰ型结构沥青路面上、中面层对车辙的贡献率较大，占整体车辙量的80.33%；4cm上面层和6cm中面层产生的车辙量非常接近，说明上面层单位厚度产生的车辙量要高于中面层，此时改善上面层的抗车辙能力效率较高.Ⅱ型结构沥青路面中面层对车辙的贡献率最大，占到整体车辙量的54.40%.Ⅲ型结构沥青路面中面层的车辙贡献率达到66.25%，这是由于中面层离路表较近，且夏季温度较高，同时AC类沥青混合料抗车辙能力较弱，导致Ⅱ，Ⅲ型结构沥青路面中面层的车辙量较大.因此，对于抗车辙要求较高路段应选用Ⅱ型结构和Ⅲ型结构路面，同时应加强中面层材料的高温稳定性设计.表4 各结构层的车辙贡献率Table 4 Pavement layer’s contribution to rutting %PositionTypeⅠstructureTypeⅡstructureTypeⅢstructureTop layer 39.8719.1723.34Middlelayer40.4654.4066.25Bottomlayer19.6726.4410.41 3.3 沥青面层各层厚度对车辙的影响沿沥青路面深度方向，从顶面开始，每2cm为一薄层，计算每薄层塑性变形占总塑性变形的比例，结果见图7.由图7可以看出，Ⅰ型结构沥青路面从路表向深度处每薄层产生的塑性变形不断减小，上面层中每薄层产生的塑性变形最大，而下面层中每薄层产生的塑性变形最小，这主要是因为夏季中午时段靠近路表处温度较高、同时应力较大，导致沥青层车辙量呈现从上到下逐渐减小的规律.Ⅱ型结构沥青路面中面层部位各薄层产生的塑性变形最大，其次为上面层，下面层最小，说明以SMA-13混合料作为沥青路面上面层可以发挥其良好的骨架作用，显著提高路表附近结构层的抗车辙能力，减少沥青路面的整体车辙量.Ⅲ型结构沥青路面产生最大塑性变形的层位同样处于中面层，从中面层到下面层各薄层产生的塑性变形迅速减小，下面层各薄层变形比例都在4%以下，这是因为下面层材料本身的抗车辙性能较好，而下面层的最高温度和应力相对较低，所以该层位对车辙贡献较小.图7 各薄层塑性变形所占比例Fig.7 Ratio(R) of plastic strain in different thin layer to total plastic strain为得到沥青层厚度对车辙的影响，以沥青面层从下向上的累积车辙量不大于总车辙量10%的沥青层厚度作为车辙分析的分界厚度，车辙分析时可只考虑该分界厚度以上部分产生的车辙.分析图7可发现，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型结构沥青路面对应的分界厚度分别为12，14，12cm，大于此分界厚度的沥青层部分在车辙分析时可不予考虑.4 结论(1)以试验方法获取了沥青混合料的动态模量和动态蠕变特性，并将它们用于理论分析模型，计算获取了沥青路面各层的应力状态和车辙变形发展规律.基于此方法得到的车辙预估模型充分考虑了外部环境、路面应力状态和沥青混合料蠕变特性的作用影响.(2)山东地区Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型结构沥青路面的车辙累积主要发生于年温度最高的6，7月份.如Ⅰ型结构沥青路面从第3年到第6年中6～7月份产生的车辙量占总车辙量的66.30%，其次是温度稍低的5月和8月份.根据各月份对车辙的贡献率，分析时可只考虑5～9月份，其他月份因对车辙贡献较小可不予考虑.(3)Ⅰ型结构沥青路面车辙主要产生于上面层和中面层，而Ⅱ，Ⅲ型结构沥青路面车辙主要发生于中面层.另外，Ⅱ，Ⅲ型结构沥青路面总车辙量显著低于Ⅰ型结构沥青路面.因此，对车辙要求较高路段建议使用Ⅱ，Ⅲ型结构沥青路面，并加强中面层材料的高温稳定性.Analysis of Rutting Resistance of Asphalt PavementSHAN Jingsong, WU Shuyin(Shandong Provincial Key Laboratory of Civil Engineering Disaster Prevention and Mitigation,Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266510, China)Abstract: To make clear of the developing process of rutting, the accumulated plastic deformation of three types of asphalt pavement structure with semi-rigid base was studied based on mechanistic-empirical method. Three modules were included in the analysis process that were temperature field, dynamic modulus and dynamic creep model of asphalt mixture. Among them, dynamic modulus and dynamic creep model of asphalt mixture were obtained by laboratory tests. Firstly, temperaturefield module was used to get the temperature values of different points in asphalt layer and the dynamic moduli corresponding to the temperatures with different loading frequencies were input into mechanical model as parameters to get the stress status of asphalt pavement. Then, plastic strains of asphalt layers were analyzed by the dynamic creep model and the total rutting was calculated. The results show that surface and middle AC layers have the most contribution to rutting in the AC+AC+AC structure. If the surface AC layer is substituted with surface SMA layer, the rutting in asphalt pavement will be reduced significantly and the rutting in middle AC layer will be the most. So, to reduce the rutting in asphalt pavement, SMA+AC+AC structure and SMA+AC+LSPM(large stone porous asphalt mixture) structure should be recommended and meanwhile, the high temperature stability of materials used in middle layer should be paid much attention in the design.Key words: asphalt pavement; rutting; mechanistic-empirical method; dynamic modulus; dynamic creep modeldoi：10.3969/j.issn.1007-9629.2016.01.021中图分类号:U414.0文献标志码：A文章编号：1007-9629(2016)01-0124-07基金项目：山东省自然科学基金资助项目(ZR2011EEQ027)收稿日期：2014-09-22；修订日期：2014-11-09第一作者：单景松(1978—)，男，山东东营人，山东科技大学副教授，硕士生导师，博士.E-mail：**************从图6中还可以看出，经过10a的车辆荷载碾压，Ⅰ型(AC+AC+AC)结构沥青路面车辙发展最快，车辙量最大，达到1.43cm；Ⅱ型(SMA+AC+AC)结构沥青路面车辙发展较慢，车辙量较小，为1.06cm；Ⅲ型(SMA+AC+LSPM)结构沥青路面车辙发展最慢，车辙量最小，为0.87cm.由此可见，SMA和LSPM骨架型沥青混合料的使用对改善沥青路面的车辙有显著的作用.表面层4cm SMA-13沥青混合料的应用使前10a的沥青路面(Ⅱ型结构)车辙量减少了25.9%.3.2 各结构层对车辙的贡献为分析上、中、下面层对沥青路面车辙的贡献，分别提取各层车辙量随使用年限的变化数据，再整理出前10a的车辙贡献率数据，结果见表4.从表4中可以看出，Ⅰ型结构沥青路面上、中面层对车辙的贡献率较大，占整体车辙量的80.33%；4cm上面层和6cm中面层产生的车辙量非常接近，说明上面层单位厚度产生的车辙量要高于中面层，此时改善上面层的抗车辙能力效率较高.Ⅱ型结构沥青路面中面层对车辙的贡献率最大，占到整体车辙量的54.40%.Ⅲ型结构沥青路面中面层的车辙贡献率达到66.25%，这是由于中面层离路表较近，且夏季温度较高，同时AC类沥青混合料抗车辙能力较弱，导致Ⅱ，Ⅲ型结构沥青路面中面层的车辙量较大.因此，对于抗车辙要求较高路段应选用Ⅱ型结构和Ⅲ型结构路面，同时应加强中面层材料的高温稳定性设计.3.3 沥青面层各层厚度对车辙的影响沿沥青路面深度方向，从顶面开始，每2cm为一薄层，计算每薄层塑性变形占总塑性变形的比例，结果见图7.由图7可以看出，Ⅰ型结构沥青路面从路表向深度处每薄层产生的塑性变形不断减小，上面层中每薄层产生的塑性变形最大，而下面层中每薄层产生的塑性变形最小，这主要是因为夏季中午时段靠近路表处温度较高、同时应力较大，导致沥青层车辙量呈现从上到下逐渐减小的规律.Ⅱ型结构沥青路面中面层部位各薄层产生的塑性变形最大，其次为上面层，下面层最小，说明以SMA-13混合料作为沥青路面上面层可以发挥其良好的骨架作用，显著提高路表附近结构层的抗车辙能力，减少沥青路面的整体车辙量.Ⅲ型结构沥青路面产生最大塑性变形的层位同样处于中面层，从中面层到下面层各薄层产生的塑性变形迅速减小，下面层各薄层变形比例都在4%以下，这是因为下面层材料本身的抗车辙性能较好，而下面层的最高温度和应力相对较低，所以该层位对车辙贡献较小.为得到沥青层厚度对车辙的影响，以沥青面层从下向上的累积车辙量不大于总车辙量10%的沥青层厚度作为车辙分析的分界厚度，车辙分析时可只考虑该分界厚度以上部分产生的车辙.分析图7可发现，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型结构沥青路面对应的分界厚度分别为12，14，12cm，大于此分界厚度的沥青层部分在车辙分析时可不予考虑.(1)以试验方法获取了沥青混合料的动态模量和动态蠕变特性，并将它们用于理论分析模型，计算获取了沥青路面各层的应力状态和车辙变形发展规律.基于此方法得到的车辙预估模型充分考虑了外部环境、路面应力状态和沥青混合料蠕变特性的作用影响.(2)山东地区Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型结构沥青路面的车辙累积主要发生于年温度最高的6，7月份.如Ⅰ型结构沥青路面从第3年到第6年中6～7月份产生的车辙量占总车辙量的66.30%，其次是温度稍低的5月和8月份.根据各月份对车辙的贡献率，分析时可只考虑5～9月份，其他月份因对车辙贡献较小可不予考虑.(3)Ⅰ型结构沥青路面车辙主要产生于上面层和中面层，而Ⅱ，Ⅲ型结构沥青路面车辙主要发生于中面层.另外，Ⅱ，Ⅲ型结构沥青路面总车辙量显著低于Ⅰ型结构沥青路面.因此，对车辙要求较高路段建议使用Ⅱ，Ⅲ型结构沥青路面，并加强中面层材料的高温稳定性.【相关文献】[1] BROWN R R,BASSETT C E.Effects of maximum aggregate size on rutting potential and other properties of asphalt-aggregate mixtures[C]∥Chip Seals,Friction Course, and Asphalt Pavement Rutting.Washington,D.C.：Transportation Re-search Board,1990：107-119.[2] GARBA R.Permanent deformation properties of asphalt concretemixtures[D].Trondheim：Norwegian University of Science and Technology,2002.[3] HAFEEZ I.Impact of hot mix asphalt properties on its permanent deformation behaviour[D].Taxila：University of Engineering and Technology,2009.[4] MAJIDZADEH K,ALY M,BAYOMY F,et al.Implemen-tation of a pavement design system：Volumes 1 & 2(Research project EES 579)[R].Columbus：Ohio State University,1981.[5] NCHRP.Calibrated mechanistic structural analysis procedures for pavements final report(Ⅱ)：Appendices(National cooperative highway research program project 1-26)[R].Washing-ton,D.C.：National Research Council,1990.[6] THOMPSON M R,NAUMAN D.Rutting rate analysis of the AASHO road test flexible pavements[C]∥Strength and deformation characteristics of pavement structure. Washington,D.C.：Transportation Research Board,1993：36-48.[7] 黄晓明，张晓冰，邓学钧.沥青路面车辙形成规律环道试验研究[J].东南大学学报(自然科学版)，2000，30(5)：96-101.HUANG Xiaoming,ZHANG Xiaobing,DENG Xuejun.Asphalt pavement rutting prediction of high-grade highway[J].Journal of Southeast University(Natural Science),2000，30(5)：96-101.(in Chinese)[8] 许志鸿，郭大智，吴晋伟，等.沥青路面车辙的理论计算[J].中国公路学报，1990，3(3)：27-36.XU Zhihong,GUO Dazhi,WU Jinwei,et al.Theoretical calculation of rut depth in asphalt pavement[J].China Journal of Highway and Transport,1990，3(3)：27-36.(in Chinese) [9] 徐世法.高等级道路沥青路面车辙的预估控制与防治[D].上海：同济大学，1991.XU Shifa.Control and prevention of rutting in asphalt pavement[D].Shanghai：Tongji University,1991.(in Chinese)[10] 董轶，彭妙娟，薛继盛.交通荷载下沥青路面车辙三维非线性有限元分析[J].应用力学学报，2012，29(1)：98-103.DONG Yi,PENG Miaojuan,XUE Jisheng.Three-dimensional nonlinear finite element analysisfor the rutting of asphalt pavement by load of vehicles[J].Chinese Journal of Applied Mechanics,2012，29(1)：98-103.(in Chinese)[11] 何兆益，雷婷，王国清，等.基于动力问题的高等级公路沥青路面车辙预估方法[J].土木工程学报，2007，40(3)：104-109.HE Zhaoyi,LEI Ting,WANG Guoqing,et al.Calculation method for prediction of highway asphalt pavement rutting under dynamic loading[J].China Civil Engineering Journal,2007，40(3)：104-109.(in Chinese)[12] AASHTO 1993 Guide for design of pavement structures[S].[13] NCHRP 1-37A Guide for mechanistic-empirical design of new and rehabilitated pavement structures[S].[14] 单景松，郭忠印.沥青路面温度场的预估方法[J].江苏大学学报(自然科学版)，2013，34(5)：593-598.SHAN Jingsong,GUO Zhongyin.Predictive method of temperature field in asphalt pavement[J].Journal of Jiangsu University(Natural Science),2013，34(5)：593-598.(in Chinese)[15] AASHTO TP 62—03 Standard method of test for determi-ning dynamic modulus of hot-mix asphalt concrete mixtures[S].[16] JTG E20—2011 公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].JTG E20—2011 Standard test methods of bitumen and bituminous mixtures for highway engineering[S].(in Chinese)。
浅谈如何提高沥青路面抗车辙能力
１车鞋 形 成 的机 理
车辙形成的三个 阶段 ：
１ ． １沥 青混 合料 的后 续压 实
沥青混合料 的再 次碾压 成型前是有骨料 、 沥青 、 胶 结材料组 成
Байду номын сангаас
沥青路面所用基质 沥青为Ｓ Ｋ一 ９ Ｏ 沥青 ， 根据（ （ 公路沥青与沥青 的松散混合物 ， 经过碾压后 ， 高温 下处于半 流动态 的沥青 及由沥青 混合料试验规程 对其进行各项指标检验。 采用Ｓ Ｋ－ Ｉ ９ Ｏ 基质沥青各项 与矿粉组成 的胶浆被挤进矿料间隙 中， 同时骨料被 强力排挤成具有 指标均满足现行（ （ 公路 沥青 路面施 工技术规范 的要求 。
一
但是 ， 现行规范主要控 制指标 、 改性沥青工艺主要控制参数是 汽车荷载的作用下进一步压实 ， 形成微量 的永久变形 ， 如果压实效 否使改性沥青 的技术性质发挥到最好水平 ， 这些技术参数变化对沥 果好 ， 这一变形可 以忽略不计 。 青混合料技术性质影响有多大 ， 有时所使用 的改性沥青各项技术指
流动变 形。
１ ． ３沥青 混合 料 的结 构 性 失稳 变形
总之在施工 中必须控制好基质沥青 的质量、 改性沥青 的加工过 程、 及其成品改性沥青 的质量 。 ２ ． ２集料 集料特性在沥青混合料抵抗高温变形方面起着重要作用 ， 集料
２提 高 车辙 的 影 响 因素
影响沥青 路面车辙 的因素 包括路面结 构材料 、 材料性能及 组 成、 施 工质量（ 内在 因素） ； 交通荷 载条件、 气候条件， 水文地质条件及 路线纵坡等（ 外在 因素） 。 路面结 构材料 ： ２ ． １改性 沥青
者， 随着温度的升高 或荷载的增大 ， 在加上沥青的润滑作用 ， 硬度较 等级等 因素 ， 同时进行 混合料的残 留稳定度检验 ， 并对拟定的配合 大的矿料颗粒在荷 载直接作用下会沿矿料间接触面滑动 ， 促使沥青 比进行车辙试验 ， 合理确定最佳 沥青 用量 。 沥青用量过小会使沥青 及胶浆 向富集区流动 ， 导致沥青混合料 的结构失去稳定性 ， 特别是 不足 以裹覆矿料 的全部 比表面积或虽全部裹覆但沥青膜太薄， 使矿 当骨料 间沥青及 胶浆过多时 ， 这一过程更明显 ， 也往往产生较大 的 料 间的粘结 力降低 ， 动稳定度下降
天然岩沥青改性沥青路面抗车辙性能分析
摘要：最近十几年来，随着我国经济建设和道路交通的不断发展，同时也由于人民生活水平的不断提高，私家车的数量越来越多。因此，车流量和车密度，超载问题的不断上升在很大程度上对于路面的质量提出了新的考验和挑战。所以为了不让路面上出现明显的车辙以妨碍交通的速度，同时也是为了延长交通道路的使用寿命。本文将从沥青路面车辙形成的原因，天然岩沥青如何对沥青路面进行改进，以及改进之后的抗车辙性能分析结果进行简要的阐述。
（一）动稳定度分析
动稳定度是研究车辙变形以及变形程度的一个很重要的指标，它的概念是沥青混合料在高温条件下：一般是具有代表性的60℃混合料，在所承受的标准载膜的压力下行驶多少次数从而产生1mm的变形。
（二）马歇尔模数
马歇尔模数是指稳定度与流值的比值，公式为：T=MS/FL。模数大说明变形度较小，同时还可以抵抗也间接反映了沥青混合料的抗车辙能力。在我国的沥青路面设计规范（JTGD50-2006）和沥青路面施工及验收规范(GB5009296)对稳定度和流值有明确的规定，一般就是在规定范围内就可以。
参考文献
[1]张朝旭.路宝牌高模量沥青混凝土外掺剂研究与性能分析。北方交通，2008（4）：1-4.
[2]陈忠达，袁万杰，薛航，等.沥青混合料高温性能评价指标[J].长安大学学报：自然科学版，2006,26（5）1-4.
[3]郭俊霞，《科技与创新》，2016.2月，2016.2.091.
（2）粗集料和矿粉用量少导致棱角性差
沥青混合料中的粗集料过少或者是矿粉用量过少，前者使得矿质混合料形不成一定骨架；后者使得沥青不能够形成充足的胶结料。在这样特殊物质用料过少的混合料中,沥青砂浆才是车辆重量的主要承担者。那么在高温条件下，如前所述承受变形的能力立马下降，形成车辙。
三种不同沥青路面结构的抗车辙性能研究
三种不同沥青路面结构的抗车辙性能研究中图分类号：u416.217 文献标识码：a 文章编号：摘要：本文以甬台温高速拟采用的三种沥青路面结构足尺环形试验路施加车轮荷载，通过位移计和断面仪，实测环道试验路面表面、路面各结构层土基变形随荷载作用次数的变化，分析了不同基层类型和较厚沥青层对车辙的影响，同时研究了三种沥青路面结构的抗车辙能力。
1.前言随着交通量和重载交通的增加，我国沥青路面的车辙问题日益严重。
当车辙深度超过一定限度时，将会影响行车安全和汽车行使的舒适性。
因此，沥青路面的抗车辙能力长期以来一直受到各国公路工程技术人员的重视。
用于评价沥青路面抗永久变形能力的试验方法很多，包括车辙试验、环道试验、直道试验以及现场实际路面结构的加速加载试验等。
室内环道试验作为一种能较真实模拟路面实际受力状态，控制路面的温度和湿度，使路面在较短的时间内达到较大的轮载作用次数的大型足尺试验，其试验结果被认为能够较好反映将来现场路面的实际使用情况。
试验准备2.1环道试验路的布置试验路铺于“hs—10.5”环道试槽内，圆形环道试槽中心线周长33m，槽宽3.5m，深2m。
三种试验路结构方案如下：方案a：4cmsma+8cmsup20+8cmsup25+20cmlsm+20cm水泥稳定碎石方案b：5cmsma+16cmsup20+16cmsup25+22cm级配碎石方案c：4cmsma+8cmsup19+15cmsup5+1cm封层+36cm水泥稳定碎石将环道路面分为3个路段，每种结构的试验路占整个环道的三分之一，分段后每一试验路段长11m宽3.5m。
2.2试验荷载、温度条件本次环道试验采用重庆交通科研设计院“hs—10.5”环道加载装置，模拟双轮组单轴荷载110kn，轮胎气压0.7mpa，运行速度35±5公里/小时的动载工况，环道加载采用固定轮迹，不作横向移动，同时采用室内环道试验室的温控系统，将环道试验路面表面温度控制在50℃～60℃范围之内。
沥青路面抗车辙性能研究
沥青路面抗车辙性能研究摘要：随着国民经济建设的迅速发展，国内高速公路交通量急骤增加，另外，汽车轴载增加，渠道交通逐形成，使得超载、重载越来越突出，沥青路面永久变形等现状也逐渐引起了人们的高度关注。
车辙是目前国内高速公路和城市沥青路面的几种主要病害形式之一。
本文通过对沥青路面抗车辙性能进行探索，以期减少车辙对于道路安全的危害性。
关键词：沥青路面；抗车辙性能；分类；危害；成因；措施车辙是沥青路面的一种损坏形式，表观表现为沥青路面轮迹带范围内路面的下凹，有时伴随轮迹带边缘的隆起，这种现象主要是由于路面沥青混合料被压密和剪切变形所致，并且通常发生在面层。
随着广东江苏等沿海开放城市经济飞速发展，高速公路建设和城市道路建设也得到了前所未有的发展，广东公路建设的重心正向山岭重丘地区转移，江苏城市规模也越来越大，涌现了一个个开发区。
山区高速公路长陡坡上坡路段沥青路面车辙病害已和城市道路交叉口段沥青路面车辙成为一个不可回避的问题，并也将愈加突出。
由于山区高速公路路线纵坡大，长陡坡路段多，受重载、超载及低速行车，工业区道路交叉口启动制动频繁，载重比较大，车辙病害大量出现，当持续高温时，车辙形成和发展快，严重影响行车的舒适和安全。
一、沥青路面车辙的发展过程车辙形成的一般过程可分为三个阶段：（1）压密过程：沥青混合料是由沥青、矿料及空气等组成的松散混合物,经碾压后,高温下处于半流动状态的沥青及沥青矿粉胶浆被挤进矿料之间,同时集料排列成具有一定骨架的结构。
当车辆荷载作用时,此压密过程还会进一步发展。
（2）流动过程：沥青混合料的流动与温度和沥青的等级有很大关系。
高温下的沥青混合料是以粘性为主的半固体,在车辆荷载作用下,沥青及沥青胶浆便开始流动,路面受载处被压缩而变形。
（3）剪切破坏过程：这一阶段实质是矿质骨料的重排与混合料骨架的破坏。
沥青混合料由于在高温下处于半固态状态,混合料中粗、细集料组成的骨架在荷载作用下,沿矿料间接触面滑动,导致混合料骨架的破坏。
沥青路面公路抗车辙性能试验及结构优化探究
进行沥青路面公路抗车辙性能结构优化方法探究，结合当下沥青路面公路抗车辙性能特点，主要可以将研究内容总结归纳如下：
3.1做好进度计划优化
优化好施工进度需要明确管理的目标，保证技术管理的落实，从而优化好施工的结构。在施工现场的技术优化中，需要选择具有丰富工程经验的技术骨干来进行施工方案的编制工作，并且针对施工中出现的问题，进行施工工艺和抗车辙性能提升技术的灵活调整，以便能够提升生产效率。施工中严格执行标准化管理，并且做好技术交底和现场的检测工作，避免出现返工的问题。在对进度计划的管理工作中，工程中充分利用了信息化的技术，用计算机来进行技术的辅助优化。通过使用P3软件，进行了施工进度计划的调整和编排，围绕施工中的关键点，优化施工的程序，通过关键点结构来保证施工的整体结构。由于天气对于施工的影响很大，所以还需要做好冬季和预计的管理工作，并且做好灾难性天气的预警工作，并且在晴天加紧施工，降低天气变化对工期的影响，并且做好节假日的施工安排。
3.3建立结构保障体系
工程建设需要有科学的结构保证体系，才能够让技术满足结构保证的需求。在施工队伍进入施工场地之后，必须要保证人员具有较高的结构优化意识。所以，在施工前专门进行专项结构意识教育，帮助全体施工人员明确施工的结构标准和技术标准。同时，针对项目成立了以项目经理和总工程师为核心的小组，优化承包的结构，从而对工程进行全面的管理和指导工作。工程项目的结构检查机构以工人的自我检查为基础，配合专业的结构管理人员负责进行施工前、施工后、施工中的检查工作。结构管理部门根据相关技术规范的要求，明确抗车辙性能提升技术、工艺等相关优化措施，并且由工程师指导新材料、新工艺的使用。
碾压工作需要遵循先轻后重、先低后高的原则，碾压过程需要平稳匀速的进行。年碾压施工当中，对于超高的平曲线段需要进行由内向外的碾压。工程中可以使用往返碾压的方法，碾轮沿着相同的轮迹往返，沿着相同的轨迹再往返一遍。碾压段落的长度根据现场的气温来确定，一般优化在30米以内。为了保证结构，根据不同的机械和不同的碾压阶段，优化好碾压的速度，初压一般在1.5km/h左右，复压和终压的速度都为2.5-3.5km/h，碾压过程中需要避免速度过快，保证沥青层能够密实。
沥青混凝土桥面铺装车辙防治初探
喷洒 后 的环 氧 沥青 粘 结层 养 生期 间 应避 免 受到 任何 污 染 。 ３３ 提 高沥 青铺装 层 的摊铺 压实效 果 ． 沥青 混 凝土 的 摊 铺 压 实 一 般 应 按 照 《 路 沥 青 路 面 旌 工 技 术 规 范 》 公 （４— ０４ 的要 求进行 ， Ｆ ０２ ０） 对于桥 面铺装 ， 因其 具有一 定的特殊 性， 应注 意一些 还 细节 问题 。 （） １ 按照规 范要 求， 格控 制碾压 温度 ， 严 使初 压时 混合料 内部温 度 不低于 １０Ｃ， 压完 成后沥 青表 面温 度不低 于为７ ℃， ３＂ 终 ０ 如采用 改性沥 青混凝 土， 度 温 还应 适 当提高 ：２ 控制 压实 速度 ， 初压 为 ２ Ｋ／ ， （） 使 ￣３ｍ ｈ 复压 为 ３ Ｋ ／ ， ￣５ｍ ｈ 终压 为 ３ ｇ ／ ， 免速度 过 低时， ￣６ｍ ｈ 避 会使摊 铺 与压 实工 序间 断， 响压实质 量 ；３ 影 （） 选 择 合理 的振频 和振 幅 口： 振频 主要 影 响沥青面 层 的表 面压 实质量 ， 振幅 主要 影响 沥青面 层 的压实 深度 。振动 压路机 的振 频 比沥青 混合料 的固有 频率高 一 些， 则可获得较好的压实效果， 施工中一般选取振动频率为 ４Ｈ 。 ３ ｚ 鉴于桥面铺 装的特殊性， 为避免对桥体结构造成损害， 应适当降低振幅， 一般选用的低振幅
建 筑 与工 程
Ｉ ■
Ｃａｅａ ｅｏｙｉ ｈｓｎｎｃ ｌＲｅ ｉｃｃｄ ｈｏｅｗ ｎｉｅＴｎ ｇｖ
沥青混 凝土 桥 面铺装 车辙 防治初探
李
（． 阳市公 路工 程有 限责 任公 司 安徽 １阜 阜阳
伟 １ 曾小 东ｚ
２ ６ １ ： 杭 州市 城建 设计 研究 院有 限公 司浙江 ３０ ４ 杭 州 ３ ０ ０） １００
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
抗车辙性能强的合理沥青路面结构初探孙兆辉 王铁滨 侯 芸 郭祖辛(辽宁省交通高等专科学校,沈阳110122) (哈尔滨建筑大学交通学院,哈尔滨150008) 摘 要 本文利用系统车辙预估模型,分析研究不同沥青路面结构的车辙反应,为寻求抗车辙性能强的合理路面结构提供了一条研究途径。
关键词 沥青路面结构 车辙预估模型 车辙反应1 前言综观国内外所进行的有关车辙问题的研究,可以看出普遍存在“重材料轻结构”的现象。
大量的技术措施集中在表层材料的选择和沥青混合料的组成设计等方面,随着研究的深入,路面结构是一个不可忽视的因素。
由于缺乏同类地区各高等级公路的路况实测资料,本文仅以西安试验路13种路面结构为研究对象,认为应用系统车辙预估模型(简称V ESRM 模型)分析研究不同路面结构的车辙反应,为寻求抗车辙性能强的合理路面结构提供了一条研究途径。
2 VESR M 模型(1)数学模型R D =∫N 2N 1U ΒSYSN-ΑSYSdN(1)式中:U -荷载重复作用下的路表位移(轮下位移);ΑSYS 、ΒSYS -路面结构体系永久变形特征参数;N -标准轴载(B ZZ -100)作用次数。
假定每次荷载作用下轮下弯沉不变,故U 值可取在一次荷载作用下的轮下弯沉。
本模型U 值采用后轴重为100kN 的汽车在路面投入使用后第n (n ≥1)年不利季节实测的轮下位移值。
(2)参数确定本模型通过大量预估值与实测值的比较,建立了模型参数ΑSYS 与ΒSYS 二者之间的相关关系,即ΒSYS =UU r (1-ΑSYS )(2)式中:U -荷载重复作用下的路表弯沉(意义同前);U r -荷载重复作用下的路表回弹弯沉(轮下回弹弯沉);其余同前。
其参数确定的具体步骤如下:1)编制V ESRM 程序,采用高斯积分法计算车辙深度。
2)输入数据U 、N 1、N 2及参数初值ΑSYS0、ΒSYS0。
根据服务中的道路车辙深度实测值反算其参数,建议路面结构体系永久变形特征参数初值ΑSYS0取0.75,再由ΒSYS 与ΑSYS 的相关关系确定ΒSYS0。
3)运行V ESRM 程序,将预测结果与实测数据相比较,如果二者数值相接近,误差不超过±5%,则停止运行,记录所确定的参数值,否则,通过V ESRM 程序调整参数,直至预估值与实测值非常接近,误差控制在前述容许误差范围内,从而确定模型参数ΑSYS 和ΒSYS 值。
其模型参数确定流程见图1。
3 西安试验路概况西安试验路铺筑在西三(西安-三原)线一级公・8・东 北 公 路2000年路上,全长2115m(单幅),共分20个试验段,其中13个试验段(23k+640～24k+920)是为对比不同的沥青面层结构组合及厚度的使用效果,优选合理结构及沥青面层的最小厚度服务的。
基层自1989年1月开始施工,至5月初结束,沥青面层施工期为5月11日～6月10日,施工期气温20～30℃。
各试验路段路面结构布置如表1所示。
各结构中预埋设温度、位移传感器,以实测路面各层温度变化及永久变形值。
表1 西安试验路路面结构表段号面 层基 层底基层垫 层14c m中A C+5c m粗A C20c m水泥砂砾26c m二灰土18c m二灰土24c m中A C+5c m粗A C20c m二灰砂砾20c m二灰土18c m二灰土34c m中A C+5c m粗A C10c m级配碎石+20c m二灰砂砾20c m二灰土18c m二灰土44c m中A C+5c m粗A C10c m级配碎石+20c m二灰砂砾20c m二灰土18c m二灰土55c m中A C+7c m粗A C20c m二灰砂砾20c m二灰土18c m二灰土65c m中A C+7c m粗A C20c m二灰砂砾20c m二灰土18c m二灰土75c m中A C+7c m粗A C20c m水泥砂砾30c m二灰土18c m二灰土84c m中A C+5c m粗A C+6c m沥青碎石20c m水泥砂砾20c m石灰土94c m中A C+5c m粗A C+6c m沥青碎石20c m二灰砂砾20c m石灰土105c m中A C+7c m粗A C20c m二灰砂砾20c m二灰土115c m中A C+7c m粗A C20c m水泥砂砾20c m石灰土124c m中A C+5c m粗A C20c m水泥砂砾20c m石灰土134c m中A C+5c m粗A C20c m二灰砂砾20c m二灰土 (1)交通资料西安试验路设计交通量为1366轴次 日(B ZZ -100),第一年的累计标准轴次为498688次(未考虑横向分布系数),平均年增长率为8%,设计年限为15年,第15年的累计标准轴次为5.416×106次(已考虑横向分布系数)。
即按《公路沥青路面设计规范》JTJ014-97第3.0.4条进行交通量(累计当量轴次)计算。
(2)路面材料1)沥青材料试验路采用单家寺稠油沥青(SJS)为代表沥青(S90代表A H-90),它是由环烷基稠油直馏工艺生产的,是我国目前开发的几种重交通道路沥青的代表性产品,其主要技术指标见表2。
从表中可以看出,单家寺稠油沥青的各项指标较普通沥青有很大提高,能达到“重交通道路沥青技术要求”。
表2 沥青主要技术指标沥青品种针入度(0.1mm)软化点(℃)延度(c m)25℃15℃5℃含蜡量(蒸馏法%) S90(A H-90)8.446.3>150>15073.67 注:西安试验路SJS90由拌和前针入度89.5下降到55.3,为原样的61.8%。
2)面层矿料矿料质量根据就地取材的原则,试验路的矿料均采用当地材料,表层粗集料特别选用了磨光值高的耐磨硬质材料。
中下层粗骨料大,粗骨料大都采用石灰岩碎石。
各项基本性质能够满足规范要求的指标。
・9・第23卷第3期 孙兆辉 王铁斌等:抗车辙性能强的合理沥青路面结构初探上面层中粒式沥青混凝土及下面层粗粒式沥青混凝土的矿料级配组成见表3。
西安试验路采用L H -20中粒式沥青混凝土作表面层。
如采用I 型,明显偏细,粗骨料比例不足,如采用 型空隙率又比较大,因此,在L H -20I 型基础上作了适当调整,增加了粗骨料的比例,应用了介于 型与 型之间的级配,其下面层采用原规范的L H -35。
表3 L H -20( 型)沥青混凝土级配组成设计级配名称筛孔尺寸(mm )35302520151052.51.20.60.30.150.074最佳油石比%L H -20调整级配通过各筛孔的重量百分率 %-908076.149.334.431.123.715.211.45.9配范围规范级-95～100-70～8050～6535～5025～4018～3013～218～154～95.15 3)基层和底基层材料西安试验路附近有丰富的粉煤灰、砂砾资源,故采用优选的水泥砂砾和二灰(石灰、粉煤灰)砂砾两种强度高、收缩性小的半刚性材料做基层,选用石灰粉煤灰(简称二灰)稳定当地的细粒土做底基层材料。
为了比较,在少数路段采用石灰土做底基层,四种半刚性材料的组成设计及材料性质见表4,砂砾和碎石的颗粒组成均符合基层施工规范的级配要求。
(3)有关的实测资料路面结构体系在行车荷载作用下路表及各结构层表面的弯沉、回弹弯沉和永久变形实测值详见表5和表6,其中轮隙位移采用弯沉仪实测,轮下位移采用位移计实测。
路面温度资料待查。
表4 半刚性材料的组成及性质材料及组成(重量比)最大干密度(g c m 3)最佳含水量(%)抗压强度(M pa )6个月龄期抗压回弹模量(M pa )抗弯拉回弹模量(M pa )温缩系数ΑT (10-6)(0～20)℃干缩系数ΑW (10-6)6∶94水泥砂砾2.314.88.741943257874.0685∶15∶80二灰砂砾2.0284.881681137965.06910∶40∶50二灰土1.3526.42.6312915330--10∶90石灰土1.82131.82362---表5西安试验路1989年6月竣工、1990年6月实测路段编号12345678910111213加载时路表弯沉L s (mm )0.060.090.140.070.050.060.040.090.100.080.070.080.07卸载后回弹弯沉L R (mm )0.050.0860.120.060.040.050.030.0860.100.080.070.0770.07路表永久变形实测值(mm )1.1731.3852.2872.0241.5961.5921.3521.8282.0121.6021.4061.1971.387V ESRM 模型计算值(mm )1.1481.3712.3102.0061.5821.5921.3441.8531.9791.5841.3861.2191.386绝对误差(mm )0.0250.014-0.0230.0180.0140.0000.008-0.0250.0330.0180.02-0.0220.001相对误差(mm )2.131.01-1.010.890.880.000.59-1.371.641.121.42-1.840.07ΑSYS 0.760.770.770.730.730.740.730.750.750.750.750.770.75ΒSYS0.270.240.260.290.320.300.340.260.250.250.250.240.25 注:(1)加载时路表弯沉指用双轮组单后轴100kN 的黄河车实测的轮下位移,但由于缺乏实测资料,这里以轮隙弯沉代替。
(2)卸载后回弹弯沉指轮下回弹弯沉,这里同样以轮隙回弹弯沉代替。
・01・东 北 公 路2000年表6 西安试验路不同时间(年数)里车辙深度预估值(mm )年数3579101215荷载累计作用轴次(次)647576117024117798782490958288971037854665416173路段编号11.223(1.297)1.409(1.480)1.558(1.625)1.6891.751(1.809)1.868(1.920)2.036(2.072)21.456(1.295)1.668(1.477)1.837(1.622)1.9852.054(1.806)2.185(1.917)2.373(2.070)32.453(1.300)2.811(1.481)3.096(1.626)3.3453.461(1.809)3.683(1.922)3.999(2.075)42.153(1301)2.526(1.482)2.829(1.627)3.0983.224(1.811)3.468(1.922)3.821(2.076)51.697(1.699)1.991(1.947)2.230(2.140)2.4422.542(2.384)2.734(2.538)3.011(2.747)61.704(1.704)1.988(1.951)2.217(2.145)2.4192.514(2.388)2.697(2.543)2.960(2.752)71.442(1.700)1.692(1.947)1.895(2.141)2.0752.160(2.384)2.324(2.538)2.560(2.749)81.9782.2932.5472.7702.8753.0753.36492.113(2.205)2.450(2.501)2.721(2.735)2.9593.071(3.030)3.286(3.205)3.594(3.448)101.6901.9602.1772.3672.4572.6282.875111.4791.7151.9042.0722.1502.3002.515121.2941.4831.6331.7641.8261.9422.109131.4791.7151.9042.0722.1502.3002.5153 不同路面结构的车辙反应选用V ESRM 模型依据1990年6月份实测的各结构表面永久变形值标定参数ΑSYS 、ΒSYS 值如表5,从而对西安试验路13种路面结构在使用不同时期产生的车辙深度进行预测,其预测结果列于表6中,并绘于图2中。