喬烈艷

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2015.36.145

摘 要：影響瀝青混凝土抗車轍能力的因素很多，但這些眾多的因素中有主次之分，在實(shí)際設(shè)計(jì)或施工過(guò)程中，不分主次或主次顛倒都會(huì)使瀝青路面過(guò)早的出現(xiàn)車轍，大大縮短瀝青路面的使用壽命，該文就粉膠比、壓實(shí)度、厚度對(duì)瀝青混凝土抗車轍能力的影響程度進(jìn)行研究，為瀝青混凝土路面施工或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土 抗車轍能力 主次因素研究

中圖分類號(hào)：U416.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）12（c）-0145-02

1 抗車轍能力評(píng)價(jià)方法

目前國(guó)內(nèi)外評(píng)價(jià)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的方法主要有：馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)、蠕變?cè)囼?yàn)，以及輪轍模擬試驗(yàn)等，其中輪轍模擬試驗(yàn)包括車轍試驗(yàn)、大型環(huán)道或直道試驗(yàn)等，該研究采用目前常用的車轍試驗(yàn)，車轍試驗(yàn)方法最初是由英國(guó)道路研究所開(kāi)發(fā)的，試驗(yàn)方法比較直觀，可對(duì)瀝青路面車轍形成過(guò)程進(jìn)行很好的模擬，試驗(yàn)設(shè)備不需太高的精度，操作方法不復(fù)雜，容易接受，我國(guó)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程 》中的車轍試驗(yàn)也采用了這種方法，常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)有：動(dòng)穩(wěn)定度（DS）指標(biāo)、變形量指標(biāo)（RD）、相對(duì)變形率指標(biāo)（s）。該研究采用動(dòng)穩(wěn)定度（DS）、變形量指標(biāo)（RD）指標(biāo)進(jìn)行研究。

2 混合料組成設(shè)計(jì)

2.1 混合料類型選擇

由于瀝青混合料是由礦質(zhì)骨架和瀝青膠結(jié)物所構(gòu)成的、具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一種多相分散體系，因此瀝青混合料的級(jí)配制約著它的結(jié)構(gòu)類型，按級(jí)配原則構(gòu)成的瀝青混合料，其結(jié)構(gòu)通常可分為懸浮-密實(shí)型、骨架-密實(shí)型、骨架-空隙型等三種，該研究根據(jù)瀝青路面使用的需要，選擇AC 型的AC-20C瀝青混合料作為研究對(duì)象。

2.2 混合料組成設(shè)計(jì)

2.2.1 瀝青

為盡可能的提高瀝青混合料的本身性能，該研究選擇瀝青含蠟量少、軟化點(diǎn)高的A-70重交通道路石油瀝青，經(jīng)檢驗(yàn)其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求。

2.2.2 集料

組成瀝青混合料的集料是一種關(guān)鍵材料，不僅其力學(xué)性能會(huì)影響瀝青混合料的性能，其酸堿性對(duì)瀝青混合料的性能也有很大影響；集料的組成級(jí)配和各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)均應(yīng)滿足規(guī)范要求。選用的集料是呈堿性的石灰?guī)r，礦粉由堿性的石灰?guī)r制成，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)經(jīng)檢驗(yàn)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求。

2.2.3 混合料的最佳用油量

根據(jù)瀝青混合料的馬歇爾試驗(yàn)確定的AC-20C的油石比分別為4.5%，粉膠比分別是1.02，設(shè)計(jì)空隙率為3.9%，其它各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求。

3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1 影響因素及水平的選擇

據(jù)國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果，影響瀝青路面車轍的因素可分為內(nèi)因、外因及其它因素 3 大類。內(nèi)因主要反映在瀝青混合料本身的質(zhì)量上，如瀝青類型、瀝青用量、集料的性質(zhì)、混合料類型等；而外因則主要包括氣候條件和交通條件；其它因素則是指路面基層和路面結(jié)構(gòu)組成及其施工質(zhì)量對(duì)路面車轍的影響。當(dāng)內(nèi)因、外因及其它因素結(jié)合在一起時(shí)就會(huì)對(duì)瀝青路面車轍的形成產(chǎn)生綜合影響。

3.2 正交表的選擇

該正交試驗(yàn)選用的影響因素為3個(gè)，各因素的水平均取3個(gè)，不考察因素間的交互作用，故選用L9（34）正交表，按此正交設(shè)計(jì)的因素水平表見(jiàn)表1。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

（1）試驗(yàn)結(jié)果。

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》的方法，按表1進(jìn)行正交試驗(yàn)，得到的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

（2）因素的最優(yōu)組合分析：計(jì)算各列各水平的K、R值，計(jì)算結(jié)果如下。

根據(jù)表3的結(jié)果可知：

①在因素的水平范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)于DS，各因素的影響力順序?yàn)椋汉穸?壓實(shí)度>粉膠比，并且A2是A的優(yōu)水平，并且B1是B的優(yōu)水平，并且C3是C的優(yōu)水平；對(duì)于RD，各因素的影響力順序仍然為：壓實(shí)度>厚度>粉膠比，并且A1是A的優(yōu)水平，并且B1是B的優(yōu)水平，并且C3是C的優(yōu)水平。

②厚度是影響DS最重要的影響因素。

③壓實(shí)度是影響RD的重要影響因素。

因此，對(duì)于DS而言，因素的優(yōu)組合為A2B1C3，對(duì)于RD而言A1B1C3，以上二個(gè)指標(biāo)單獨(dú)分析出的優(yōu)化條件不一致，必須根據(jù)因素的影響主次，綜合考慮，確定最佳組合。

對(duì)于因素A，其對(duì)DS的影響大小排第二位，屬次重要因素，此時(shí)取A2，其對(duì)RD影響排第一位，此時(shí)取A1，而實(shí)際上100%的壓實(shí)度不現(xiàn)實(shí)，故A1可用A2替代，因此優(yōu)組合為A2B1C3。

（6） 進(jìn)行方差分析，構(gòu)造F統(tǒng)計(jì)量，作F檢驗(yàn)，判斷因素作用是否顯著，經(jīng)計(jì)算可知因素主次順序B-A-C。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)全厚度車轍正交試驗(yàn)研究，可得出如下幾點(diǎn)結(jié)論。（1）厚度、壓實(shí)度和粉膠比對(duì)DS和RD的影響順序?yàn)椋汉穸?壓實(shí)度>粉膠比。（2）厚度、壓實(shí)度和粉膠比對(duì)DS和RD影響的顯著性不一致，進(jìn)行車轍試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮DS和RD這兩個(gè)指標(biāo)，才能比較客觀地評(píng)價(jià)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。（3）路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，基于厚度對(duì)DS和RD的影響，可適當(dāng)減小整個(gè)瀝青結(jié)構(gòu)層的厚度，尤其要注意同一種類型的層厚不要超規(guī)范上限，更不能不同層次使用同一類型的瀝青混凝土。

參考文獻(xiàn)

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