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关于沥青混凝土论文范文写作 公路沥青混凝土路面车辙成因分析相关论文写作资料

主题:沥青混凝土论文写作 时间:2024-04-12

公路沥青混凝土路面车辙成因分析,本论文可用于沥青混凝土论文范文参考下载,沥青混凝土相关论文写作参考研究。

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【摘 要】作为高速公路和干线公路面层常用的一种柔性结构,沥青混凝土路面因其行车舒适(平稳、噪音低)、力学性能良好、表面平整耐磨、施工简单、养护方便等特点而得到了广泛应用.随着我国现代化进程的推进,受快速增长的公路交通量和行车荷载以及设计和施工因素的影响,现代公路沥青混凝土路面早期破坏现象日益严重,其中车辙为主要形式之一,严重影响了行车舒适性和安全性,降低了公路服务水平和质量.基于此,本文以公路沥青混凝土路面车辙现象为研究对象,以提升行车安全和服务水平为研究目的,以实现我国公路交通的可持续发展为研究意义,就此展开技术论述,具有一定参考性,盼为行业间形成技术交流.

【关键词】公路工程;沥青混凝土路面;车辙成因;防治对策

1.公路沥青混凝土路面车辙形成过程

1.1粘弹性材料变形机理

作为一种粘弹性材料,假设在t等于0时对沥青混合料施加一恒定荷载P,则在加载瞬间粘弹性材料会在产生一定弹性变形的同时还会出现部分粘性变形,且这种变形会随荷载作用时间的持续而增大.若在t等于t1时刻对荷载力实施卸载,则因加载而产生的瞬时弹性变形会立刻恢复,并且随着卸载时间的推移粘性变形也会逐渐减小,但是无法达到完全恢复,而会存在一定的残余变形.如下图3-1所示,在加载和卸载作用下,粘弹性材料发生这种变形现象的主要原因为其自身具有一定的粘性,分子间表现出较大的内摩擦力,当受荷载作用时,粘性变形的产生会将一部分能量消耗,但在卸载时这部分能量并不能释放完全,因此会形成一定的残余变形于材料内部.

1.2车辙形成过程分析

(1)初始阶段的压密

在未实施碾压成型前,沥青混合料主要是由沥青、骨料以及空气组成的一种松散混合物,一经碾压,混合物中沥青及沥青和矿粉组成的胶浆会在高温下因处于半流动状态而被挤进矿料间隙中,和此同时骨料会在强力作用下进行结构重新排列,这种新结构拥有一定的密实骨架,且在后期运行过程中经汽车荷载作用这种结构还会进一步密实.

(2)沥青混合料的流动

沥青混合料在高温环境下处于以粘结为主的半固体状态,其中的沥青及沥青胶浆会在车轮作用下产生流动,进而使混合料因网络骨架的破坏而出现结构失稳.混合物中这部分半固体物质除部分对混合料空隙进行填充外,其余还将随着混合料而自由流动,从而致使压缩变形发生于路面受载处.

(3)矿质骨料重排及矿质骨架破坏

高溫下处于半固态的沥青混合料,由于沥青及胶浆在荷载作用下首先流动,混合料中粗、细骨料组成的骨架逐渐成为在荷载直接作用下会沿矿料间接触面滑动,促使沥青及胶浆向富集区流动,以致流向混合料自由面,特别是当各骨料间沥青及胶浆过多时,这一过程会更加明显.

2.公路沥青混凝土路面车辙形成机理

2.1结构型车辙

该类车辙主要是由路面基层及路基变形所导致,当在荷载作用下路面各层在强度上无法承受时,路面及路基结构变会因整体下沉而产生永久变形,该类车辙在形态上呈现出“W”字样,通常拥有较大的宽度且两边无凸起迹象,主要是由基础承载力不足而导致的路面结构下沉.实际中一般是因施工过程中沥青混合料的离析而导致,混合料一旦发生离析,其则会因渗水产生的水损害而将面层和基层材料的强度逐渐削弱,最终因路面结构承载了的下降而产生车辙.

2.2失稳性车辙

由于沥青混合料在车辆荷载的反复作用下其中的沥青膜和粒料颗粒间容易形成较大的剪切力,且该剪切力在夏季高温条件下尤为突出,因此极易造成混合料内部粒料间产生错位,当这种巨大的剪切力超过混合料稳定度极限时,混合料则会因形变的无法恢复和积累而形成车辙.沥青混合料的流动变形特性为产生失稳性车辙的根源所在,在夏季高温环境下,重载、密集的交通量致使混合料产生较大的流动变形.

2.3压密性车辙

路面结构被压缩而引起的车辙,由于施工质量控制不严,沥青面层本身压实度不足,沥青混合料在施工期间未完全压密,产生了较大的剩余空隙率,因此在通车以后温度一升高,在车辆荷载的反复作用下,继续碾压密实,要想使空隙率趋于稳定,需要经过车辆的反复碾压成型,才能使空隙率缩小,因此导致沥青路面产生了车辙.

3.公路沥青混凝土路面车辙形成影响因素

3.1内因

混合料的黏结力和内摩擦角决定了混合料的强度,一般情况下采用“库仓内摩擦理论”对其在高温下的稳定性和强度进行分析,对于沥青混合料不发生流动性剪切破坏极限的判定,其条件为:

式中: 为荷载作用下沥青混合料的抗剪强度;c为材料粘聚力; 为荷载作用的正应力; 为材料内摩擦角.

通过嵌挤形成了沥青混合料的内摩擦力,有研究表明:沥青混合料在高温环境下抗车辙能力的60%依靠于集料间的嵌挤而形成.沥青混合料内摩擦角的主要影响因素有:集料颗粒形状、表面纹理深度、矿料最大粒径、破碎颗粒和天然砂含量、大于4.75mm粒径的碎石含量、沥青用量、混合料集料级配和密实度等.

沥青混合料粘结力大小的影响因素有:沥青粘度和针入度、沥青和碎石粘结力、沥青感温性、沥青用量和性质、填料种类和粉胶比等.

3.2外因

公路沥青路面产生车辙的外因主要包括车辆轴载大小、气温高低、长大纵坡车速降低及非正常行驶过程中形成的水平力影响等.

沥青混合料的劲度模量随着温度的升高而降低,其抗车辙变形能力也会随之逐渐变小,对于我国高速公路而言,沥青混凝土路面夏天高温季节极易发生车辙病害,但这个高温时段一般持续较短,有时仅为几天.按地理特征分析,我国夏季温度普遍高于36~38℃的严重高温地区占绝大部分,在夏季高温天气里,很多高速公路3~5d内便会发生严重车辙.分析已有研究成果可知:沥青混合料稳定度随着温度的升高呈幂指数下降趋势,但是随着沥青品质的提升,稳定度下降速率则会越缓.故此,如若采用改性沥青,则混合料的高温敏感性将会得到显著改善(减小).

结论:关于本文可作为相关专业沥青混凝土论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文沥青混凝土一方多少钱论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。

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