室內(nèi)車轍試驗(yàn)的影響因素分析

1、室內(nèi)車轍試驗(yàn)的影響因素分析摘要：文章通過對影響瀝青混凝土車轍的礦料級配及級配中關(guān)鍵篩孔的控制、原材料摻配、用油量、填料的選擇等方面因素的分析，議論了室內(nèi)車轍試驗(yàn)的重要性，從而指導(dǎo)路面設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)。關(guān)鍵詞：瀝青混合料；室內(nèi)車轍；影響因素隨著高等級公路路面修筑技術(shù)的不斷完善，瀝青混凝土路面的車轍控制已日益受到廣闊工程技術(shù)人員的重視。車轍是路面構(gòu)造各層永久變形的累積，瀝青混凝土路面的永久變形是直接影響平整度、路面使用性能、行車平安和舒適的重要因素，它與疲勞開裂一樣，是瀝青混凝土路面的主要損壞現(xiàn)象之一。一般來說。對于不同的路面構(gòu)造組合和材料組成，車轍的產(chǎn)生和開展程度不同，半剛性基層瀝青混凝土路面的

2、抗車轍性能優(yōu)于柔性基層瀝青混凝土路面，而半剛性基層路面車轍主要產(chǎn)生于瀝青混凝土面層。路面基層和面層均可能導(dǎo)致柔性路面的車轍產(chǎn)生。控制車轍的產(chǎn)生，關(guān)鍵是如何從原材料質(zhì)量控制、混合料組成設(shè)計(jì)的合理性和施工工藝嚴(yán)密性等方面進(jìn)展控制。車轍主要產(chǎn)生于瀝青混凝土面層，而產(chǎn)生車轍的原因主要是瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性缺乏，在車輛的重復(fù)荷載作用下產(chǎn)生變形累積。影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性主要是瀝青混合料的高溫抗剪切才能及內(nèi)摩阻力。通過瀝青類型、瀝青用量、礦料級配、顆粒形狀及外表特性、瀝青混凝土空隙率等多方控制可以有效進(jìn)步瀝青混合料的高溫抗剪切才能及內(nèi)摩阻力。1試驗(yàn)條件本文所述室內(nèi)車轍試驗(yàn)均采用北京航天航宇測控技術(shù)研究

3、所消費(fèi)的HYX-1車轍式樣成型機(jī)、HYZ-5自動(dòng)車轍試驗(yàn)機(jī)。將瀝青混合料置于輪碾成型機(jī)上成型為30030050的試件，其密度到達(dá)馬歇爾試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)密度的(1001)，普通瀝青室溫下冷卻12h以上，改性瀝青室溫下冷卻24h。然后置于已到達(dá)試驗(yàn)溫度(601)的恒溫室中，保溫不少于5h。也不得多于24h。組試驗(yàn)的試件個(gè)數(shù)不少于3塊。2影響室內(nèi)車轍的因素分析2.1瀝青混合料級配關(guān)鍵篩孔對車轍試驗(yàn)的影響瀝青混合料有多種組成，我們以瀝青混凝土密級配、采用懸浮密實(shí)構(gòu)造；懸浮密實(shí)構(gòu)造是由瀝青混合料中粗集料、細(xì)集料及填料用瀝青結(jié)合而組成的混凝土構(gòu)造；其粗骨料不會造成互相碰擠，由細(xì)集料作為填充，而細(xì)集料又是由瀝青

4、及礦粉包裹而成。其高溫穩(wěn)定性的形成機(jī)理也來源于瀝青結(jié)合料的高溫黏結(jié)性和礦料級配的嵌擠作用。?公路瀝青路面施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?(JTJF402022)提出了“礦料級配及瀝青用量范圍，按“范圍的中值設(shè)計(jì)瀝青混合料組成。已成為我們大家的共識，但根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，我們認(rèn)為有些篩孔是可以超出設(shè)計(jì)范圍的。而有些那么是堅(jiān)決不能超出設(shè)計(jì)范圍，這些篩孔是我們工程過程中必須嚴(yán)格控制的篩孔。其中號、號均按照標(biāo)準(zhǔn)中A-16級配要求合成3種級配，得到以下級配曲線，見圖1、圖2。在此根底之上，試驗(yàn)選用中海70號醬通道路石油瀝青，油石比采用4.6，分別拌制瀝青料成型車轍試件，得到各個(gè)級配下相應(yīng)的動(dòng)穩(wěn)定度值DS(次)，見表2。由表2可

5、以得出：首先我們對其進(jìn)展橫向比較：1號料中同2號料中一樣的礦料比例，其13.2篩孔相差并不是太大，但其9.5篩孔通過率相差是這5個(gè)篩孔中相差最大，因此，我們應(yīng)該把9.5篩孔尺寸也應(yīng)作為關(guān)鍵篩孔，這在當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)中是沒有提及到的。其次，通過縱向比較，采用一樣的原材料其級配不一樣，例如1號與2號中我們從中也不難發(fā)現(xiàn)9.5篩孔也是相差較大的。通過以上分析，我們認(rèn)為對于9.5篩孔其通過率應(yīng)靠近級配中值的上限，而大于9.5的篩孔均應(yīng)靠近級配的上限；4.75篩孔其通過率應(yīng)在級配中值的上方；其與處0.075篩孔外，均應(yīng)靠近級配的下限，也符合我們所說的s型曲線，并說明了關(guān)鍵篩孔的特殊重要性。2.2原材料摻配的影響

6、(1)集料的特性。由于瀝青混合料是由集料、礦粉、瀝青結(jié)合合成的，集料的不同性質(zhì)也決定了不同的特性。對于集料我們認(rèn)為通常采用石灰質(zhì)巖石，這樣更有利于與瀝青結(jié)合，也更容易形成穩(wěn)定的構(gòu)造，不至于在高溫浸水中破壞。(2)黃砂對車轍試驗(yàn)的影響。對于黃砂的摻配，有部分學(xué)者認(rèn)為黃砂對瀝青混凝土產(chǎn)生了破壞作用。根據(jù)此觀點(diǎn)，我們先就黃砂的特點(diǎn)進(jìn)展分析：黃砂作為天然顆粒，彌補(bǔ)了機(jī)制砂的缺陷，有良好的天然級配，是機(jī)制砂所無法復(fù)制的；黃砂的主要成分是Si2，呈酸性，對于這點(diǎn)其不容易與瀝青黏結(jié)；針對以上黃砂的特點(diǎn)，我們進(jìn)展了黃砂與機(jī)制砂比例的車轍實(shí)驗(yàn)，采用瀝青混凝土A-20，油石比采用4.5；在粗、細(xì)集料與填料不變的情

7、況下，改變機(jī)制砂與黃砂比例，試驗(yàn)結(jié)果見表3。從表3可以看出，隨著黃砂摻量的遞增其瀝青混凝土抗車轍才能也發(fā)生了增長。也就是其動(dòng)穩(wěn)定度越大。以前，曾有部分研究人員認(rèn)為黃砂完全可以用機(jī)制砂代替，這顯然是不符合客觀現(xiàn)實(shí)的；但考慮到黃砂的特性以及瀝青路面的耐久性，我們認(rèn)為黃砂與機(jī)制砂應(yīng)有一定比例，且這兩者比例不應(yīng)大于5:5，黃砂不應(yīng)超過機(jī)制砂。2.3合理的瀝青用量瀝青混凝土的用油量也是影響抗車轍才能的一個(gè)主要因素。為此我們以A-16瀝青混凝土作為實(shí)驗(yàn)，分別采用一樣的礦料級配、不同的油石比。試驗(yàn)結(jié)果見表4。從表4可以看出，不同的用油量在礦料級配一致的情況下。瀝青混凝土抵抗車轍的才能也不盡一樣，一個(gè)好的油石

8、比是瀝青混凝土高溫穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。高的油石比容易泛油，其抵抗車轍的才能也越次，低的油石比容易使瀝青混凝土發(fā)生黏結(jié)不牢，礦料脫落，影響瀝青混凝土路面的使用壽命。2.4填料的采用填料作為懸浮密實(shí)構(gòu)造的瀝青混凝土來講，其意義是很重要的，填充效果直接影響到瀝青路面的抗車轍才能。有部分研究人員認(rèn)為：水泥是可以取代礦粉的，對此，我們?nèi)烧哌M(jìn)展了比對試驗(yàn)，其結(jié)果見表5。從表5可以看出，在礦料級配一致的情況下，選擇不同的填料，其混合料抵抗車轍的才能是有很大區(qū)別的，這其中和水泥與礦粉的性質(zhì)有關(guān)系：在比重方面，水泥明顯要大于礦粉，這也就決定了其不能像礦粉一樣起到很好的填充效應(yīng)，在瀝青混合料的密實(shí)方面也達(dá)不到良好

9、的性能。再者，對采用不同的水泥摻量，其車轍也大不一樣；經(jīng)過以上試驗(yàn)，我們認(rèn)為在沒有礦粉的前提下，用水泥作為填料，其摻量應(yīng)高于3，而不是12。2.5除塵效果的影響在工程建立中，我們一般認(rèn)為小于0.075顆粒含量要對其進(jìn)展除塵；原因是細(xì)集料中小于0.075顆粒含量多數(shù)是含泥土的雜質(zhì)，其對瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度有很大影響。對此，我們做了以下實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果見表6。根據(jù)表6我們對除塵以后及未除塵的瀝青混合料在一樣的礦料級配、一樣的油石比下，作出的瀝青混合料車轍確是反向的，未除塵要好于已除塵的車轍。經(jīng)過分析，這其中主要是由于我們對細(xì)集料過篩后，其非雜質(zhì)含量也隨之減少，密實(shí)度減低，造成了車轍才能的減低。但鑒于0.075顆粒以下的成分復(fù)雜，我們認(rèn)為還是除塵對瀝青混合料的長久高溫穩(wěn)定性有很大好處。3完畢語考慮到路面的實(shí)際情況，影響瀝