同城彩票欢迎您的到来!

欢迎来到同城彩票官方网站!详情致电 17361859922!
同城彩票

联系我们

同城彩票

地   址:江苏省盐城市盐兴路43号

联系人:宋刚

电   话:15371107666

传   真:0515-88659766

邮   箱:15371107666@163.com

网  址:www.ustfa.com.cn


沥青路面车辙主要影响因素综述

您的当前位置: 首 页 >> 新闻资讯 >> 行业新闻

沥青路面车辙主要影响因素综述

发布日期:2018-09-21 00:00 来源:http://www.ustfa.com.cn 点击:

沥青混凝土具有良好的路用性能,广泛应用于高等级公路路面。但由于交通量的增大、轮压的增加、渠化交通程度的提高等因素的影响,加之自然环境的长期作用,车辙现象成为沥青混合料铺面破坏的“三大”病害之一,导致局部变形过大,路面整体稳定性降低,车辆行驶的横向稳定性减小,路面的水损害加快加重,甚至造成结构破坏和产生水漂,严重影响行车安全。多年以来,学者们基于材料组成、结构设计、温度等维度对沥青混凝土路面的车辙进行了大量试验研究,着重分析其产生的原因、影响因素,并就改善沥青混凝土路面抗车辙性能提出了意见。但目前的研究大多基于单一变量的分析,该文从多因素的融合视角综合论述和分析沥青混凝土路面车辙的影响因素及其机理。

沥青混凝土的力学性能及其车辙形成机理

沥青混凝土的基本力学性能

沥青混凝土是一种典型的粘弹塑性材料,其力学性能与温度、荷载及作用时间紧密相关,即在低温环境和小变形范围内近似于线弹性体,而在高温作用下产生较大变形则表现为粘塑性体,在通常温度的过渡区域内则为一般粘弹性体。沥青混凝土同时具有蠕变特性和松弛特性,根据其粘弹塑性特征,可将其蠕变分为迁移、稳定和破坏3个阶段。有限元分析认为蠕变变形可表示为温度、应力和时间的函数,多采用时间硬化蠕变模型计算其车辙。

沥青混凝土车辙的形成机理

车辙是在渠化交通条件下,沥青路面各结构层在行车荷载的反复作用下所产生的竖向永久变形的累积,起因于土层与基层的压实压密,发展于沥青混合料的粘滞流动,形成于压缩、失稳、剪切等塑性变形的累加。按照成因的不同,一般可将车辙分为4类:①结构型车辙,即由于路面各层因应力扩散能力不足而导致路面结构产生整体永久变形所形成的车辙,其变形宽度范围大,两侧不隆起,断面呈现出U形或凹形浅盆状;②失稳型车辙,即当混合料的剪切强度低于交通荷载在结构层内产生的剪应力时,由于剪切流动变形不断积累而形成的车辙,一般体现为沥青混合料高温稳定性的不足,轮迹两侧局部隆起或大幅推移;③压密型车辙,即施工过程中压实功不足导致运营阶段在车辆碾压作用下混合料空隙率变小、结构层变薄,荷载较集中向下凹陷而形成车辙,其两侧一般仅仅只有下凹而无隆起;④磨耗型车辙,即路面结构顶层材料在轮胎的反复磨耗和自然环境的长期作用下持续不断损失形成的车辙。

沥青路面车辙主要影响因素

沥青路面车辙的影响因素多种多样,简单地可归纳为材料内因与环境外因。前者指路面材料质量和路面结构,主要包括配合比、矿质集料特性、级配、沥青胶结料性能、沥青与矿料之间的相互作用及路面结构等,外在因素则包括气候条件及交通条件等。

沥青混凝土级配的影响

沥青混凝土是一种主要由沥青、粗骨料、细骨料以及填充料组成的粘弹性复合材料,其强度主要表现在两个方面:①沥青与填充料形成胶结料的粘结力;②集料颗粒间的内摩阻力和锁结力。相互之间的作用力、沥青混凝土级配的选择与设计息息相关,即级配通过改变沥青用量、变换结构组合以及增减蠕变变形等影响沥青混凝土的结构及其使用性能。

沥青用量的影响

沥青是一种具有防水、防潮和防腐能力的有机胶凝材料,分为液态、半固态或固态。在沥青混合料中,沥青的主要作用是与细集料以及矿粉等填充料形成胶结料,促进集料之间的粘结,提高混合料的整体性,因此沥青用量对沥青混合料的抗车辙能力有着重要的影响。

控制沥青用量处于合理的水平,可以保证混合料的延伸能力和粘结应力,使变形单一化、减小化,有效降低车辙发展速率,延长路面使用寿命。

沥青混凝土结构组合的影响

沥青混凝土的4类车辙中,失稳型车辙对沥青混凝土路面的影响最大,不仅与沥青面层的结构组合有关,而且与沥青面层中面层材料的选择和内部级配亦有密切联系。

沥青面层结构中面层的流动变形是车辙变形的主要根源,可占车辙变形的60%。吕伟民利用层状弹性体系计算软件BISAR3.0计算得到各剪应力,通过理论分析认为,沥青面层中的最大剪应力出现在中面层。张争奇等根据具体的路面结构及其材料,从路面各结构层变形的角度验证了中面层出现剪应力最大值τmax,并通过有限元计算不同深度处应力的大小,结果表明τmax出现在距离路表面6cm左右。原因可能是在初期荷载作用下,中面层可以较好地将荷载传递和分散到承载面积较大的下面层,使应力变小和变形缓慢,从而避免出现车辙;在下面层压实之后,中面层成为荷载的主要作用区域,并承受剪应力的循环作用,导致混合料的动态剪切模量降低,而当中面层抗剪强度小于荷载作用下的剪应力时,就会出现剪切流动变形,造成荷载处沥青上面层下凹,两边凸起,形成车辙;此外,可能造成路表积水,在温度和荷载作用下,容易造成路面的过早损坏。董轶等通过沥青混凝土路面有限元蠕变模型,分析中面层结构对路面抗车辙性能的影响,模拟结果表明:沥青车辙与沥青混凝土的中面层两者可通过蠕变参数建立密切相关的函数方程,认为沥青中面层的材料参数与蠕变参数A和n之间相互影响,即蠕变参数n与车辙对蠕变参数A的敏感性呈正相关,而蠕变参数A与混合料的车辙深度呈正相关,与混合料增加的速率呈反相关。由董轶等的模拟分析还得到适当增加中面层厚度可以有效减小车辙深度的结论。因此,沥青混凝土的车辙与中面层材料的选择以及厚度的设计紧密相关。

沥青面层结构中保证其中面层一定的厚度、剪切模量的连续性与材料组合的协调性,有利于变形的整体扩散和均匀分布,可以有效减小车辙深度和提高路面的抗车辙能力。

结论

(1)级配对沥青混凝土车辙的影响主要体现在级配骨料比例、尺寸以及形状的选择上。设计均匀合理、公称尺寸较大的级配,选用平均棱角性好、锁结力强的骨料,并适当提高内部级配中粗骨料的比例,有助于减小沥青路面的车辙。

(2)沥青主要是通过影响混凝土的粘结力、劲度及其密实度与集料之间的作用力对车辙产生影响。减小0.3%的SGC法或马歇尔试验方法确定的沥青用量,是提高沥青路面抗车辙能力的沥青用量合理取值。

(3)通过设计各层模量相当的路面结构、选择蠕变参数A和n较小的材料以及适当增加中面层厚度,可以有效分散荷载作用力,提高抗剪能力,降低混凝土蠕变,有利于避免车辙的发生,并提高路面的实用性和耐久性。

(4)配制沥青混凝土时,添加抗车辙剂,铺设沥青路面时,加铺层位格栅,可以改善沥青路面混凝土的性能,提高抗车辙能力。


相关标签:彩色沥青路面

最近浏览:

联系我们CONTACT US

同城彩票

地   址:江苏省盐城市盐兴路43号

联系人:宋刚

电   话:15371107666

传   真:0515-88659766

邮   箱:15371107666@163.com

网  址:www.ustfa.com.cn


1468295747119318.png

页面版权所有©同城彩票,All Rights Reserved                祥云平台    提供技术支持           备案号:苏ICP备13046684号-1