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沥青混合料车辙试验方法的分析及研究

2018-09-03孟令亮

西部论丛 2018年8期
关键词:沥青混合料公路建设

孟令亮

摘 要:在我国公路工程中,沥青路面是较为常见的形式之一,基于对公路建设养护工作的分析,不难发现,沥青路面面临着多种类型的病害,车辙病害便是其中之一。为进一步了解车辙病害,明确其形成原因,研究人员开展了大量的车辙试验工作,并取得了一定的成果。本文着眼于沥青混合料车辙试验方法,就该方法进行简要介绍,并从试件、实验条件两个方面出发,就影响车辙试验的相关因素进行明确,就其作用机理进行分析,并给出了试验方法改进措施。

关键词:沥青混合料 车辙试验 公路建设

一、沥青混合料车辙试验方法简述

就当前常见的车辙试验方法来看,共包括四种类型,分别是PRT、WTD、APA、车辙试验仪。基于实际研究,人们发现开展试验工作时,APA的表现较为出色,并且和路面使用性能保持着良好的相关性。国内在开展沥青混合料车辙试验时,所用到的仍旧是国产车辙试验仪,相关研究人员在试验过程中,曾基于不同的试验仪针对不同粒径的混合料开展试验工作,研究发现在变形深度方面,国标车辙试验更为明显。就实验仪器在评价抗车辙能力时所采用的指标来看,APA等所采用的均是车辙深度,而国产车辙试验所采用的则是相对变形指标。相比较之下,不难发现,国产车辙试验和国内道路交通现状更为接近,能够符合当前道路建设实况。

二、沥青混合料车辙试验影响因素分析

基于对沥青混合料车辙试验的分析,可以发现其往往会受到多重因素的影响,但是就试验因素进行分类,可以发现,主要包括有试件、试验条件两大类,现就这两大类进行分析,明确试验影响因素,并分析作用机理。

(一)试件。试件对试验的影响主要体现下述方面:一是试件材料以及制样,。就沥青混合料的成分来看,包括了沥青、集料、矿粉等,为此,各成分的物理化学性质均会影响到混合料的相关特性。在试件材料及制样不同的情况下,则对试验表现也会存在差异,主要体现在稳定性、准确性等方面;二是试件尺寸。基于试验工作的开展,人们发现,在试件辙槽厚度逐渐增大的情况下,其深度也将会随之增大,而动稳定度将会呈现处减小的趋势。为此,在开展车辙试验时,必须要确保所选的动稳定度的适合性。

(二)试验条件。立足于试验条件,则车辙试验所受到的影响的因素主要包括下几类:其一为试验温度。在試验温度不同的情况下,则车辙动稳定性也将会表现出差异,一般来说,在温度逐渐上升时,则车辙动稳定度将会呈现出下降趋势,同时,车辙深度也将会增大,从而表现出二次线性关系。试验人员还发现,在温度达到一定值并且持续升高的情况下,则动稳定度的下降趋势将会更加明显;二是荷载。研究人员在开展试验工作时,基于不同的荷载开展试验研究,发现,当荷载由0.7MPa变为0.8MPa时,再由0.8MPa变为0.9MPa,动稳定度的下降状况不一,前一变化对应的下降值为53.5%,后者对应的则是43.7%。由此可见,荷载将会影响到混合料的高温性能,为此,在公路路面设计时,必须要加强对荷载作用的考虑,要结合国内交通运输实况,确保试验荷载的合适性;三是试验轮速度、试验时间以及坡度。基于研究工作的开展,人们发现,当处于重载低速状态,则车辙性能将会受到影响,为此,人们创建了有关动稳定度和速度的变化方程,促使不同速度状态下的动稳定值能够实现有效转化。同时人们在研究中,还发现通常车辙试验时间均会超过2h,在试验时间得到有效延长的情况下,能够实现对混合料的区分。

三、沥青混合料车辙试验方法改进措施

(一)增设变速功能。试验轮速度对于试验工作的开展具有一定的影响,为此,必须要加强对试验轮速度的控制,而增设变速功能则是重要的改进措施。从理论层面来看,基于时温等效原理,能够促使试验发生转变,由低速状态转变成高温状态,但是在此过程中还需借助精密仪器以实现对转换因子的确定,从而实现对误差的控制。此外,就试件构成来看,其并非是全厚式组合机构,为此,想要实现时温等效实际是具有较大的难度的。故而,必须要从试验轮速度出发,基于对试验轮速度的改变,从而保证时温等效。可以从试验电动机入手,将其更换为变频电动机,已实现对速度的控制。

(二)设置试验净空。之所以要设置试验净空,是为促使全厚车辙试验能够更好的开展,该项措施的采取充分考虑国内路面结构实况。在本次试验研究中,所设置的是标准试验净空,在此情况下,则试件厚度能够达到23cm。为此,能够满足三层沥青路面的需求,为全厚车辙试验的开展提供保障。但是试验净空并非是唯一方法,与之相对的还有车辙试验改进,也就是基于实际组合合度,从而确定三层组合试模,基于该种方法也能保证全厚式车辙试验的正常进行。

(三)增加温控系统。由于温度对于试验的影响也是较为明显的,为此,还需要基于一定的手段促使温度能够得到有效控制,而增加温控系统无疑是最佳的办法。在本次研究工作中,笔者所选择的是水循环,从而形成温度梯度,该系统能够从下述几个方面出发,从而实现对温度的控制:一是基于恒温水循环,从而促使试模底温能够维持恒定值,从而实现对温度的控制;二是去除顶部防护,确保试件能够与机内温度保持一致;三是加装隔热材料,避免钢模和试件间热交换的出现。基于上述三种措施的采取,能够基于内部热传导,从而形成基于温度方向的梯度,确保温度能够得到有效控制。

(四)试验时间进行调整。本试验是车辙仪模拟汽车轮痕行走而碾压发生的变形而得出的试验,车辙可以考虑不同的时间下沥青混合料发生变形的速度,使不同时间相同速度下车辙结果具有可比性,但是试验纵的碾压次数必须相同。在试验过程中,其他参数都必须保持一致,只是变形速度不同,其他参数包括,温度、试验检测人员、仪器设备。

沥青混合料车辙试验在当前的公路建设中是不可缺少的,为了保证试验的准确性,有效规避车辙病害,必须要加强对试验方法的分析,明确影响因素,并采取各种措施,促使影响因素能够得到有效控制,以保证试验效果,确保车辙病害能够得到有效控制,提高公路使用寿命,改善公路工程质量。

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