[瀝青路,超薄,混凝土]超薄混凝土瀝青路面參數(shù)影響分析及合理化取值研究

1、超薄混凝土瀝青路面參數(shù)影響分析及合理化取值研究摘要：無論是新建瀝青路面還是改建瀝青路面，交通量統(tǒng)訃及參數(shù)換算都是結(jié)構(gòu)設(shè)計中 必不可少的重要內(nèi)容，參數(shù)的精確性將嚴重影響結(jié)構(gòu)設(shè)計的準確性，其至影響道路結(jié)構(gòu)的 使用壽命。針對剛性基層瀝青路面而言，規(guī)范中針對柔性基層及半剛性基層提出參數(shù)的訃 算公式卻無法滿足剛性基層換算相應(yīng)的要求。因此，本文以路面組成理論為基礎(chǔ)，結(jié)合我 國規(guī)范公式的換算原則，探討剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的參數(shù)影響分析及合理化取值。關(guān)鍵詞：道路工程；超薄混凝土瀝青路面；混和料配合比；參數(shù)合理化取值；0前言超薄瀝青混凝土是21世紀90年代發(fā)源于法國的一種新型路面材料。超薄瀝青路面結(jié)構(gòu)是指在強基

2、薄面理論指導(dǎo)下，采用較厚的”高強度的半剛性基層和超薄瀝青混凝土面層組 成的瀝青路面結(jié)構(gòu)。厚度一般為5lOcmo具有如下特點：延長路面的使用壽命，改善行 駛質(zhì)量，修正道路表面缺陷，改善安全性能，增加路面的抗滑能力，改善表面排水性能， 降低路面輪胎噪聲，大大降低工程造價。1 UTAC的組成結(jié)構(gòu)及強度形成機理1. 1組成結(jié)構(gòu)瀝青混合料的結(jié)構(gòu)特性與材料組成、材料力學(xué)性能及各部分組成之間的相對位置密切相關(guān)。 壓實成型的瀝青混合料是III集料、瀝青膠漿和殘余空隙所組成具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多相分 散體系，其力學(xué)強度主要取決于集料顆粒間的內(nèi)摩擦力和嵌擠力、瀝青膠結(jié)材料的粘結(jié)性 以及瀝青與集料之間的粘附性等方面，

3、瀝青混合料主要有懸浮-密實結(jié)構(gòu)、骨架-空隙結(jié)構(gòu) 和骨架-密實結(jié)構(gòu)三種典型結(jié)構(gòu)類型。瀝青混合料的強度山礦質(zhì)集料骨架的強度和瀝青的膠結(jié)強度兩部分構(gòu)成。其一表現(xiàn)為顆粒 材料的摩擦阻力；另一部分則表現(xiàn)了瀝青材料的粘結(jié)、凝聚和抗拉能力。作為影響瀝青混 合料粘彈性性質(zhì)的根本因素要求瀝青膠漿具有合適的組成，即合適的粉膠比。我國的瀝 青路面中總存在因粉膠比控制不當而產(chǎn)生的病害，為此應(yīng)將粉膠比作為考慮因素。2 UTAC混和料配合比設(shè)計正交試驗分析超薄瀝青混凝土面層的厚度薄，瀝青混合料中集料的粒徑比較小。同時要求具有較好的構(gòu) 造深度、抗滑性能和密實性能。因此有必要對超薄瀝青混凝土的級配組成、集料、瀝青、 填料及它

4、們之間的合理組合進行專門研究。2. 1原材料性能為改善混合料中石料與瀝青的粘附性，提高混合料的水穩(wěn)定性.采用水泥和消石灰來代替 礦粉。超薄瀝青混凝土配合比對路用性能及力學(xué)性能有多種影響因素，山瀝青混合料的結(jié) 構(gòu)特點和強度形成的分析可以看出，瀝青類型、集料類型、填料類型、粗集料含量、粉膠 比等作為重要影響因素，對其強度和使用性能有較為復(fù)雜的影響.排列組合起來，試驗量 就非常之大，而且數(shù)據(jù)處理起來也非常麻煩。2. 2超薄瀝青混合料性能的優(yōu)化由各因素對考核指標的影響程度對比分析，可以得出如下結(jié)論：（1）為提高混合料的高溫性能而過多地加大粉膠比，將導(dǎo)致低溫性能、強度及其他使用 性能的下降。（2）輝綠巖

5、同樣具有較好的路用性能，完全能滿足高等級瀝青路面對于表面抗滑、水穩(wěn) 定性、高溫穩(wěn)定性及低溫抗裂性能的要求，用于瀝青混凝土路面的上面層，能取得可觀的 經(jīng)濟效益。（3）使用改性瀝青在瀝青混凝土中的不可替代優(yōu)勢。（4）對于混合料使用性能的其他方而，使用水泥或石灰作為填料對結(jié)果的影響相差不大。（5）在粗集料形成了骨架而細集料乂正好填滿骨架空隙時，混合料的動穩(wěn)定度應(yīng)當有極 大值。3超薄瀝青路面參數(shù)影響分析及合理化取值3. 1超薄面層總厚度及組合的影響通過實驗可以看出.路表彎沉隨面層總療度增大而減小，在上、下面層厚度分別相同的情 況下，路表彎沉隨另一面層厚度增大而減小：在面層總厚度不變的情況下，增加表面層

6、片 度可減小總彎沉值。其次是不同厚度上下面層組合情況。上面層厚度分別相同時.基層及 底基層底面的最大主應(yīng)力值隨面層總厚度的增大而減小。影響基層及底基層底面的最大主 應(yīng)力值的主要是面層總厚度.上下面層的組合影響不大厚度組合不同.不同深度處最大剪應(yīng) 力峰值變化也不同。在路表面，最大剪應(yīng)力峰值隨超薄面層厚度的增大而減小；在超薄表 面層及基層內(nèi)最大剪應(yīng)力峰值隨超薄面層用度的增大而減小；而在下面層內(nèi)最大剪應(yīng)力 峰值無明顯規(guī)律。在所有組合中，最大剪應(yīng)力峰值的極值均出現(xiàn)在超薄面層結(jié)構(gòu)內(nèi)。3.2基層底基層總厚度的影響從不同基層底基層厚度組合作用下的路表的彎沉變化曲線可以看出基層厚度相同，底基 層厚度增大彎沉值

7、減小，底基層厚度相同基層厚度增大彎沉也減小。也就是說基層底基 層不同厚度組合對路表彎沉沒有明顯的影響，其總厚度才是影響路表彎沉值主要因素。底 基層厚度相同，基層厚度增大，基層及底基層底面最大主應(yīng)力減?。换鶎雍穸认嗤?，底基 層母度增大。底基層底面的最大主應(yīng)力值減小，基層底面的最大主應(yīng)力值則隨底基層母度 而變化，基層療度較小時，最大主應(yīng)力值隨底基層療度增加而加大至底基層厚度20cm時 達最大值而后乂隨底基層厚度的增加而減小?？梢娀鶎蛹暗谆鶎涌偤穸仁怯绊懟鶎蛹暗?基層底面最大主應(yīng)力值的主要因素，列外，底基層厚度有一個最佳值，在本文所擬定的基 層厚度組合中，基層厚度一定，底基層的最佳厚度為20cm。3

8、.3剪應(yīng)力的影響在路表面最大剪應(yīng)力峰值隨基層底基層厚度的增減較小。在超薄表面層內(nèi)，最大剪應(yīng)力峰 值最大，最大剪應(yīng)力峰值隨基層底基層厚度的增大而增大。在下面層內(nèi)，最大剪應(yīng)力峰值 有增有減但增減較小。在基層內(nèi)，最大剪應(yīng)力峰值有增有減但增減較小。在底基層內(nèi)， 當?shù)谆鶎雍穸炔蛔儠r，最大剪應(yīng)力峰值隨基層厚度的增大而減小。最大剪應(yīng)力的峰值都發(fā) 生在超薄面層內(nèi).因此，超薄面層的抗剪強度應(yīng)較高。4超薄瀝青路面結(jié)構(gòu)和材料統(tǒng)一設(shè)訃的方法我國現(xiàn)行的路面設(shè)計規(guī)范.以彈性層狀體系為基礎(chǔ)，設(shè)計時先假定各層材料并根據(jù)材料的 力學(xué)特性進行厚度計算，而后進行抗疲勞、抗車轍.抗低溫開裂等方面的驗算。該設(shè)計過 程對于路面結(jié)構(gòu)、材料力學(xué)性質(zhì)和環(huán)境交通條件等因素的考慮，多為相對獨立的計算或驗 算過程。難以解決路面結(jié)構(gòu)與材料的力學(xué)性質(zhì)和環(huán)境交