淺析瀝青路面彎沉變化規(guī)律

1、淺析瀝青路面彎沉變化規(guī)律【摘要】路面彎沉不僅反映路面各構(gòu)造層及土基的整體強(qiáng)度和剛度，而且與路面的使用狀態(tài)存在一定的內(nèi)在聯(lián)絡(luò)。理解路面彎沉的變化規(guī)律，正確測(cè)試路面彎沉對(duì)正確評(píng)價(jià)路面質(zhì)量有著極其重要的作用。【關(guān)鍵詞】瀝青路面彎沉變化規(guī)律在工程開(kāi)工前，路面彎沉作為一項(xiàng)重要的檢測(cè)指標(biāo)，反映了路面的整體強(qiáng)度質(zhì)量。在路面工程分項(xiàng)工程的質(zhì)量評(píng)定中，彎沉分值假如達(dá)不到，該工程不可能到達(dá)優(yōu)良。由此可見(jiàn)，理解路面彎沉的變化規(guī)律、正確測(cè)試路面彎沉，對(duì)正確評(píng)價(jià)路面質(zhì)量有著極其重要的作用。本文通過(guò)介紹路面彎沉的測(cè)定方法分析瀝青路面彎沉變化規(guī)律，缺乏之處請(qǐng)同行批評(píng)指正。1路面彎沉測(cè)試方法目前工程上廣泛使用貝克曼梁彎沉儀，

2、現(xiàn)著重介紹貝克曼梁彎沉儀的使用方法，從標(biāo)準(zhǔn)車(chē)、彎沉儀的選擇、溫度修正及彎沉計(jì)算等方面提出有關(guān)要點(diǎn)和考前須知。1.1標(biāo)準(zhǔn)車(chē)標(biāo)準(zhǔn)車(chē)為雙軸、后軸每側(cè)為雙輪胎的載重汽車(chē)，其標(biāo)準(zhǔn)軸荷載、輪胎尺寸、輪胎間隙及輪胎氣壓等技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。表1測(cè)定彎沉用的標(biāo)準(zhǔn)車(chē)參數(shù)測(cè)定彎沉用的標(biāo)準(zhǔn)車(chē)是很重要的，我國(guó)一直規(guī)定用解放牌A-10B型及黃河牌JN-150型作為兩個(gè)荷載等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)車(chē)。但這兩種車(chē)型逐漸淘汰和不再消費(fèi)，漸趨滅絕。因此，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)車(chē)的規(guī)定，僅規(guī)定軸重、輪壓、氣壓等主要參數(shù)，凡符合這些參數(shù)的車(chē)型皆可使用。測(cè)試前，應(yīng)測(cè)定測(cè)試車(chē)的軸重、輪壓、輪胎接地面積，與標(biāo)準(zhǔn)車(chē)的要求相差不應(yīng)超過(guò)表1規(guī)定的值。如有不符，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整。

3、1.2彎沉儀的組成彎沉儀由貝克曼梁、百分表及表架組成。彎沉儀長(zhǎng)度有兩種：一種3.6，前后臂分別為2.4和1.2；另一種加長(zhǎng)的彎沉儀長(zhǎng)5.4，前后臂分別為3.6和1.8。當(dāng)在半剛性基層瀝青路面上測(cè)定時(shí)，宜采用長(zhǎng)度為5.4的貝克曼梁彎沉儀，并采用BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車(chē)。這是因?yàn)殡S著公路路面剛度進(jìn)步，彎沉儀影響半徑也越來(lái)越大。1.3彎沉測(cè)試頻率測(cè)定代表彎沉值時(shí)，應(yīng)以每公里每一雙車(chē)道為一評(píng)定路段。每路段檢查80100個(gè)點(diǎn)。對(duì)多車(chē)道公路必須按車(chē)道數(shù)與雙車(chē)道之比，相應(yīng)增加測(cè)點(diǎn)數(shù)。1.4溫度修正對(duì)于瀝青路面來(lái)說(shuō)，彎沉強(qiáng)度測(cè)定是在瀝青路面上進(jìn)展的，而表層區(qū)域受天氣影響變化較大，夏天瀝青路面發(fā)軟，冬天又變硬發(fā)脆。

4、因此，如在夏天測(cè)定時(shí)，由于過(guò)硬，也會(huì)產(chǎn)生失真現(xiàn)象。所以，需要定出一個(gè)溫度為測(cè)定彎沉的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。路面彎沉值是以20為測(cè)定瀝青路面彎沉值的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。當(dāng)瀝青面層厚度小于或等于5時(shí)，不需要溫度修正；當(dāng)路面溫度在202時(shí)，也不進(jìn)展溫度修正；其他情況下測(cè)定彎沉值均應(yīng)進(jìn)展溫度修正。溫度修正及回彈彎沉的計(jì)算宜按以下步驟進(jìn)展。測(cè)定時(shí)的瀝青層平均溫度按下式計(jì)算：T(T25TTE)3式中T測(cè)定時(shí)瀝青層平均溫度；T25根據(jù)T0得出的路表下25處的溫度，；T根據(jù)T0得出的瀝青層中間深度的溫度，；TE根據(jù)T0得出的瀝青層底面處的溫度，；T0為測(cè)定時(shí)路表溫度與測(cè)定前5d平均氣溫的平均值之和，0；與日平均氣溫為日最高氣溫與最

5、低氣溫的平均值。然后由瀝青層平均溫度從路面彎沉溫度修正系數(shù)曲線查找出瀝青路面彎沉溫度修正系數(shù)：L20LTK式中K溫度修正系數(shù)；L20換算為20的瀝青路面回彈彎沉值，0.01；LT測(cè)定時(shí)瀝青面層內(nèi)平均溫度為T(mén)時(shí)的回彈彎沉值，0.012路面彎沉的變化規(guī)律路表彎沉的變化，是一個(gè)多方面因素綜合作用的復(fù)雜過(guò)程。路基路面各層的材料性質(zhì)、構(gòu)造組成類(lèi)型、壓實(shí)狀況、壓實(shí)程度、溫濕度環(huán)境、氣候條件、交通組成、檢測(cè)時(shí)的環(huán)境條件以及所使用的儀器設(shè)備及檢測(cè)人員的檢測(cè)程度等均對(duì)彎沉的大小產(chǎn)生很大影響。瀝青路面的外表彎沉變化過(guò)程分為三個(gè)階段。路面開(kāi)工后的前12年為第一階段。在這一階段，由于車(chē)輛荷載的重復(fù)碾壓，漸趨壓實(shí)，加上

6、半剛性基層材料隨著齡期強(qiáng)度增長(zhǎng)，從而導(dǎo)致路表彎沉將逐漸減小，大約在路面開(kāi)工后的第2年到達(dá)最小值。路面開(kāi)工后的第2年到第4年為第二階段。在這一階段，表現(xiàn)為路表彎沉的不斷增長(zhǎng)。這是因?yàn)椋环矫姘雱傂曰鶎拥膹?qiáng)度增長(zhǎng)已非常緩慢，并逐漸趨于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)；另一方面，由于車(chē)輛荷載的重復(fù)作用以及水、溫度狀況的變化，加之路面混合料本身因拌和不均勻，而導(dǎo)致強(qiáng)度不均勻性等因素的影響，構(gòu)造內(nèi)部的微觀缺陷將因部分范圍的應(yīng)力集中而擴(kuò)展，并逐漸出現(xiàn)小范圍的部分破壞，從而導(dǎo)致路面構(gòu)造整體剛度的下降，使得路表彎沉急劇增大。假如設(shè)計(jì)不當(dāng)，沒(méi)有嚴(yán)格控制工程質(zhì)量，或是工程質(zhì)量的不均勻性，那么有可能在這一階段出現(xiàn)部分路面的早期破壞。路

7、面開(kāi)工3-4年后直至到達(dá)極限破壞狀態(tài)為彎沉變化的第三階段。在這一階段，路面由于各種復(fù)雜因素產(chǎn)生的部分強(qiáng)度缺乏的問(wèn)題已充分暴露，內(nèi)部缺陷附近部分區(qū)域積蓄的高密度能量也已通過(guò)缺陷的擴(kuò)展而轉(zhuǎn)移，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的能量平衡，從而使得構(gòu)造內(nèi)部損傷的進(jìn)一步開(kāi)展得到抑制。路面構(gòu)造的整體剛度重新到達(dá)一種新的較低程度的相對(duì)穩(wěn)定。因此，路表彎沉進(jìn)入了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的緩慢變化階段。即所謂的構(gòu)造疲勞破壞的穩(wěn)定開(kāi)展階段，并一直延續(xù)到路面構(gòu)造出現(xiàn)疲勞破壞。在路面開(kāi)工后的1-2年之間，路表彎沉值最?？梢?jiàn)，在此期間路面整體構(gòu)造處于最大剛度狀態(tài)。但是，在測(cè)定材料參數(shù)時(shí)，養(yǎng)生時(shí)間最長(zhǎng)的基層材料的設(shè)計(jì)齡期也只有6個(gè)月。這個(gè)時(shí)間，正好接近于路面開(kāi)工后第一年的不利季節(jié)。而且統(tǒng)計(jì)結(jié)果說(shuō)明，瀝青路面彎沉變化及測(cè)試開(kāi)工后第一年不利季節(jié)的彎沉值與最大剛度狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的彎沉值比擬接近。因此，將路面開(kāi)工后第一年不利季節(jié)近似地假定為路面整體構(gòu)造的最大剛度狀態(tài)，而獲得瀝青路面的設(shè)計(jì)狀態(tài)。這個(gè)狀態(tài)，也正是我們測(cè)量路面彎沉代表值的狀態(tài)。3結(jié)語(yǔ)評(píng)價(jià)路面的質(zhì)量有好多指標(biāo)，如彎沉、壓實(shí)