重載交通瀝青路面車轍成因及混合料組成設計研究.pdf

1、隨著交通運輸事業(yè)的發(fā)展，重載交通已十分普遍，廣東地處中國南方，常年氣溫較高，在高溫重載作用下，瀝青路面面臨著嚴峻的考驗-車轍就是其最典型也最有危害的破壞形式之一，同時也是目前瀝青混合料設計方法難于控制的問題之一。 車轍的出現(xiàn)不僅會縮短路面使用壽命，影響行駛舒適性，而且危及到行車的安全，從而給社會造成巨大的經(jīng)濟損失和不良社會影響。面對廣東省乃至全國大規(guī)模的高速公路建設高潮，以及現(xiàn)實普遍存在的已建高速公路的車轍損壞問題，對重載交通下

2、的抗車轍瀝青混合料進行深入研究，防止和減少瀝青路面車轍病害的發(fā)生，對廣東乃至全國公路建設有著極大的現(xiàn)實意義。 首先，本研究以廣東省幾條具有典型車轍病害的道路瀝青路面作為依托，通過現(xiàn)場詳細的檢測調(diào)查，結合室內(nèi)多種高溫性能試驗的論證分析，從瀝青混合料材料本身抗高溫穩(wěn)定性能的角度探討了重載交通下瀝青路面車轍病害的形成機理，查明了不同程度車轍病害下的瀝青混合料使用性狀，為瀝青混合料的設計和施工質(zhì)量控制提供了依據(jù)。 其次，應用GT

3、M法與馬歇爾法兩種方法，對廣東省幾種常見類型瀝青面層混合料進行了配合比設計，展開了瀝青混合料高溫穩(wěn)定性，以及其它路用性能的對比試驗研究，找出了兩種設計方法的異同，并在綜合兩種設計方法優(yōu)點的基礎上完善了抗車轍瀝青混合料配合比設計方法。 再次，基于貝雷法粗細集料的劃分思想，應用GTM混合料設計方法，通過正交試驗研究，對影響瀝青混合料高溫性能的各材料比例因素進行了探討，在線性回歸的基礎上，提出了瀝青混合料的級配檢驗和優(yōu)化準則，及合理體

4、積參數(shù)。 最后，通過采用三軸重復荷載蠕變試驗、GTM旋轉(zhuǎn)壓實試驗，以及車轍試驗對不同瀝青混合料高溫性能評價的對比分析，提出了瀝青混合料高溫性能各試驗方法的合理評價指標和標準，并在此基礎上建立了車轍預估模型。 研究結果表明：車轍病害主要產(chǎn)生在瀝青路面的中、上面層，造成車轍病害的主要原因是由于瀝青混合料施工時的油石比控制不準，礦料級配控制不嚴或設計不合理，以及施工時層間粘結不良、壓實度不足、均勻性較差等導致路面混合料抗剪強度

5、較低、容易被碾壓密實，使得在車輛荷載的作用下路面混合料產(chǎn)生過大側(cè)向流動和壓密變形； 若將瀝青混和料的GTM力學設計法和傳統(tǒng)體積設計法結合起來，可以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點，設計出來的瀝青混合料高溫穩(wěn)定性比相應的馬歇爾法基本提高了一倍，而水穩(wěn)定性也因空隙率的減小而有所改善；根據(jù)搗實狀態(tài)下混合礦料空隙率的變化曲線回歸公式，可找出各相鄰粒徑集料間的界限填充比例，該比例即為相鄰粒徑集料粒子干涉作用的分界點，據(jù)此可作為設計級配骨架密實情況檢驗的