瀝青路面中混合料抗車轍性能的測試方法
2023-06-19 13:36:36
專利名稱：瀝青路面中混合料抗車轍性能的測試方法
技術領域：
本發明屬於浙青路面路用性能測試和評價的應用技術領域，具體涉及一種浙青路 面中混合料抗車轍性能的測試方法。
背景技術：
車轍是浙青路面主要病害之一，它影響路面的平整度，降低路面的使用品質，如果 車轍累積過快，則直接影響路面的使用壽命。為了延長浙青路面的使用壽命，提高路面使用 品質，對已建成的浙青路面的抗車轍能力進行合理的評價預估，並採用相應的技術措施進 行必要的處置是道路工作者通常採取的技術手段。它一方面可以通過分析獲得浙青路面車 轍的發展規律，另一方面也可以為道路養護管理部門提供決策依據。基於此，對路面結構內 的浙青混合料抗車轍能力進行室內試驗評價已經成為衡量路面性能的重要內容之一。對於浙青路面的抗車轍性能的評價和測試，一股採用兩種方法，第一對室內的新 拌浙青混合料進行老化處理以模擬路面實際條件下材料的老化過程，並進行重複荷載下的 永久變形試驗，以此反映浙青路面抗車轍性能的好壞；第二，在已經建成通車的浙青路面實 體結構上獲得浙青混合料試樣，運用室內試驗，評價浙青路面的抗車轍性能。其中，第二種 方法由於試樣直接從路面結構中獲取，其試驗結果的針對性更強，也是道路工作者在路面 抗車轍性能評價時普遍採用的研究方法。目前，直接從路面結構中獲取浙青混合料試驗進行室內車轍試驗的評價方法，具 體操作過程為首先對路面結構內浙青混合料取樣，樣品一股為較大尺寸的方形試板；然 後，把路面取得的方形試板，搬運至實驗室內，經切割後得到浙青混合料小梁試件；最後，對 小梁試驗進行車轍試驗，獲得浙青混合料的動穩定度，進行抗車轍性能的評價。但是，隨著 人們研究的不斷深入，上述傳統測試方法的弊端也逐漸顯現，主要表現在較大尺寸的浙青 混合料試板一股都是在氣溫較低的條件下，運用包括鏟車等道路施工的大型機械獲得，試 板內混合料結構在獲取和運輸的過程中一股都受到不同程度的撓動，使得在試板內切割得 到小梁試件的抗車轍性能不能真實的反映浙青路面真實的路用性能。因此，如何最大限度 的保持試板或者芯樣的完整性，使得測試的試件儘可能保留浙青路面原有混合料的結構特 徵，真實的反映浙青路面材料的抗車轍性能是道路工作者亟待解決的技術問題之一。
發明內容
技術問題本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種浙青路面中混合料 抗車轍性能的測試方法。技術方案本發明所述的浙青路面中混合料抗車轍性能的測試方法是對浙青路面 結構鑽取圓柱體芯樣，並對圓柱體芯樣進行室內拼接，採用漢堡車轍試驗儀進行拼接試件 的抗車轍性能評價。該測試方法包括如下步驟1)採用鑽孔取芯機在路面結構上相鄰位置鑽取直徑為20cm、高度為12cm的兩個浙青混合料圓柱體試件；2)對每個圓柱體試件的進行兩次切割操作，分別是在高度方向上把試件切割成 高度為IOcm的圓柱體試件，保證試件的頂面與底面平整；在直徑方向上，切除高度為5. 5cm 的球冠部分；3)把切割得到的試件剩餘部分晾乾後，在方形截面上均勻的塗抹石膏，並把兩試 件相互粘貼拼接，得到長度為^cm、厚度為IOcm的拼接試件；4)把拼接後的試件放入漢堡車轍儀內保溫4h以上，並設置荷載大小，進行漢堡車 轍試驗，獲得試件車轍深度與荷載作用次數關係的蠕變曲線，並分別對永久變形量％與荷 載作用次數N的冪函數模型ε p = aNb和史蒂芬普斯模型ε p = Dc^D1N-D2e.λΝ內的計算參 數Ibdc^D1, D2和λ進行擬合，由b和D1S量描述路面的抗車轍性能。其中，a、b是依賴 材料與試驗條件的參數，a表示荷載作用一次時的混合料永久變形，b為雙對數坐標下混合 料的永久應變率，D0是混合料蠕變曲線直線段在縱軸上的截距，反映了初始變形，D1為混合 料蠕變曲線直線段的斜率，D2為蠕變曲線的起點與直線段起點在水平方向的距離，λ是蠕 變曲線初始階段的累計永久應變率。有益效果本發明是一種浙青路面中混合料抗車轍性能的測試方法，也是進行路 面車轍病害處理決策的依據，發明在以下幾方面具有明顯的優勢。(1)本發明所測試的浙青混合料試樣，可以通過常規的鑽孔取芯機在路面結構上 直接鑽取，操作極為方便，不需要大型的機械設備；(2)由於鑽取圓柱體試件方便，避免了在路面結構上切割試板時試樣出現損傷和 破損的情況，使得試樣儘可能的保持了原有路面混合料的結構，試驗結果也更能準確的反 映浙青路面的抗車轍性能；(3)本發明獲得的車轍深度與輪載作用次數的關係曲線不但可以定性的對浙青路 面抗車轍能力進行評價，還可以通浙青混合料蠕變模型參數的回歸對浙青路面的抗車轍性 能進行定量的分析。
圖1為20cm拼接芯樣漢堡車轍試驗曲線。圖2為冪函數模型b與車轍深度之間的關係。圖3為史蒂芬普斯模型參數D1與車轍深度之間的關係。圖4為漢堡車轍的試件拼接示意圖，其中有1-浙青圓柱體芯樣；2-石膏。
具體實施例方式本發明所述的浙青路面中混合料抗車轍性能的測試方法，具體包括如下步驟(1)浙青路面結構內混合料芯樣的獲取考慮到獲得浙青混合料方形大板不具有很強的操作性，而圓柱體試件可以通過通 常用的鑽孔取芯機方便的獲得。因此，本發明採用鑽孔取芯機在浙青路面結構現場直接鑽 取直徑為20cm、高度為12cm的圓柱體試件。另外，為了保證試驗結果的準確性和典型性，兩 個相互拼接的試樣應具有相近的級配和油石比，因此與第一個試件拼接的第二個試件，應 當在第一個取樣位置附近鑽取。
(2)混合料芯樣的切割與拼接由於一個圓柱體試件的尺寸，不足以進行車轍試驗，需要通過兩個試件的拼接才 能實現，另外，考慮到漢堡車轍儀允許的試件最大厚度不能超過10cm。因此，需要對室外獲 得的每個試樣分別進行兩次切割，這兩次切割為①把圓柱體試件切割成IOcm的高度；② 在圓柱體的直徑方向上，切除高度為5. 5cm的冠形部分，試件剩餘部分在直徑方向上的高 度為14. 5cm。把剩餘試件通過石膏進行拼接，獲得總長度為^cm的拼接試件，並用石膏把 拼接試件固定在漢堡車轍儀試驗用的鋼板上。(3)漢堡車轍試驗與試驗結果處理設置漢堡車轍儀的試驗溫度條件，在試驗前先將^cm的拼接試件放入漢堡車轍 儀內保溫4h ；然後根據研究問題的具體特點，設置相應的荷載，進行漢堡車轍試驗，獲得不 同荷載作用次數的車轍深度，並繪製車轍發展深度與荷載作用次數的曲線。車轍深度與輪載作用次數的關係曲線可以直觀上反映出浙青路面抗車轍性能的 好壞，以及對多條浙青路面或者一條浙青路面的不同路段的抗車轍性能進行優劣排序。而 且還可以採用不同的模型，根據車轍永久變形量ε ρ與荷載作用次數N的關係，擬合得到冪 函數模型ε p = aNb和史蒂芬普斯模型ε p = Do+D^-D^-^內的參數a，b，D0, D1, D2和λ， 並可採用b和D1定量評價浙青路面的抗車轍性能，IKD1越大，抗車轍性能越好。其中，a、b 是依賴材料與試驗條件的參數，a表示荷載作用一次時的混合料永久變形，b為雙對數坐標 下永久應變率，D0是混合料蠕變曲線直線段在縱軸上的截距，反映了初始變形，D1為混合料 蠕變曲線直線段的斜率，D2為蠕變曲線的起點與直線段起點在水平方向的距離，λ是蠕變 曲線初始階段的累計永久應變率。下面結合附圖，以某條高速公路浙青路面為實施例，對本發明技術方案進行詳細 說明，但是本發明的保護範圍不局限於所述實施例。實施例浙青路面中混合料抗車轍性能的測試方法，包括如下步驟(1)浙青混合料圓柱體試件的鑽取和切割為了評價某條高速公路浙青路面的抗車轍能力，在路面不同位置處鑽取直徑為 20cm的兩個圓柱體試件，為了保證試驗結果的穩定性，用於拼接的兩個圓柱體試件鑽取的 位置應該相鄰。並把圓柱體試件的高度切割成10cm，圓柱體試件在直徑方向上切除高度為 5. 5cm的球冠部分，把剩餘部分通過石膏緊密粘粘，得到長度為四側、高度為IOcm的拼接試 件。(2)試件的測試用石膏同時把拼接試件固定在底部鋼板上，試驗時連同底板一起放入漢堡車轍 儀，試驗條件取為溫度60°C，在試驗前先將20cm拼接試件放入漢堡車轍儀內保溫4h，然後 再加荷，輪載為700N，試驗輪行走距離為230mm。試驗結果如圖1所示。其中，6_3_肩-1、 4H表示代表車轍深度為< 7mm，取芯位置為路肩，是由編號為1、4兩個芯樣拼接而成的。 其餘類似，9代表車轍深度為9mm 11mm，13代表車轍深度為13mm 15mm。(3)試驗結果的處理分析對上述車轍深度曲線，分別採用SPSS數據統計軟體對冪函數模型和St印hen Price模型內的參數進行擬合，結果分別如表1和表2所示。表120cm拼接試件漢堡車轍試驗擬合參數(冪函數模型)
權利要求
1. 一種浙青路面中混合料抗車轍性能的測試方法，其特徵在於該測試方法包括如下 步驟1)採用鑽孔取芯機在路面結構上相鄰位置鑽取直徑為20cm、高度為12cm的兩個浙青 混合料圓柱體試件；2)對每個圓柱體試件的進行兩次切割操作，分別是在高度方向上把試件切割成高度 為IOcm的圓柱體試件，保證試件的頂面與底面平整；在直徑方向上，切除高度為5. 5cm的球 冠部分；3)把切割得到的試件剩餘部分晾乾後，在方形截面上均勻的塗抹石膏，並把兩試件相 互粘貼拼接，得到長度為^cm、厚度為IOcm的拼接試件；4)把拼接後的試件放入漢堡車轍儀內保溫4h以上，並設置荷載大小，進行漢堡 車轍試驗，獲得試件車轍深度與荷載作用次數關係的蠕變曲線，並分別對永久變形量與荷載作用次數N的冪函數模型=^和史蒂芬普斯模型S = A+AiV-A^內的計算參數HA1^1W2和Λ進行擬合，由力和仏定量描述路面的抗車轍性能。其中，ai 是依賴材料與試驗條件的參數，a表示荷載作用一次時的混合料永久變形，力為雙對數坐標 下混合料的永久應變率，D0是混合料蠕變曲線直線段在縱軸上的截距，反映了初始變形，D1 為混合料蠕變曲線直線段的斜率，D2為蠕變曲線的起點與直線段起點在水平方向的距離， λ是蠕變曲線初始階段的累計永久應變率。
全文摘要
本發明公開一種瀝青路面中混合料抗車轍性能的測試方法，該方法以路面鑽取的兩個圓柱體試件為基礎，通過切割、粘粘等措施對圓柱體試件進行拼接，並對拼接後試件進行漢堡車轍試驗，根據車轍深度與荷載作用次數的關係曲線，評價瀝青路面的抗車轍性能。本發明克服了在瀝青路面現場挖取車轍板方法的缺陷，便於操作，可以準確的評價車輛荷載下瀝青路面抗車轍性能，預測路面車轍發展的規律，對降低路面檢測費用和維修成本具有重要的現實意義。
文檔編號G01N1/08GK102135481SQ201110003759
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月10日 優先權日2011年1月10日
發明者廖公雲, 陳俊, 黃曉明 申請人:東南大學