專利名稱：瀝青路面中混合料抗車轍性能的測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于浙青路面路用性能測(cè)試和評(píng)價(jià)的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種浙青路 面中混合料抗車轍性能的測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
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(zhì)，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(zhì)，對(duì)已建成的浙青路面的抗車轍能力進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)預(yù)估，并采用相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn) 行必要的處置是道路工作者通常采取的技術(shù)手段。它一方面可以通過分析獲得浙青路面車 轍的發(fā)展規(guī)律，另一方面也可以為道路養(yǎng)護(hù)管理部門提供決策依據(jù)?；诖?，對(duì)路面結(jié)構(gòu)內(nèi) 的浙青混合料抗車轍能力進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)已經(jīng)成為衡量路面性能的重要內(nèi)容之一。對(duì)于浙青路面的抗車轍性能的評(píng)價(jià)和測(cè)試，一股采用兩種方法，第一對(duì)室內(nèi)的新 拌浙青混合料進(jìn)行老化處理以模擬路面實(shí)際條件下材料的老化過程，并進(jìn)行重復(fù)荷載下的 永久變形試驗(yàn)，以此反映浙青路面抗車轍性能的好壞；第二，在已經(jīng)建成通車的浙青路面實(shí) 體結(jié)構(gòu)上獲得浙青混合料試樣，運(yùn)用室內(nèi)試驗(yàn)，評(píng)價(jià)浙青路面的抗車轍性能。其中，第二種 方法由于試樣直接從路面結(jié)構(gòu)中獲取，其試驗(yàn)結(jié)果的針對(duì)性更強(qiáng)，也是道路工作者在路面 抗車轍性能評(píng)價(jià)時(shí)普遍采用的研究方法。目前，直接從路面結(jié)構(gòu)中獲取浙青混合料試驗(yàn)進(jìn)行室內(nèi)車轍試驗(yàn)的評(píng)價(jià)方法，具 體操作過程為首先對(duì)路面結(jié)構(gòu)內(nèi)浙青混合料取樣，樣品一股為較大尺寸的方形試板；然 后，把路面取得的方形試板，搬運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，經(jīng)切割后得到浙青混合料小梁試件；最后，對(duì) 小梁試驗(yàn)進(jìn)行車轍試驗(yàn)，獲得浙青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度，進(jìn)行抗車轍性能的評(píng)價(jià)。但是，隨著 人們研究的不斷深入，上述傳統(tǒng)測(cè)試方法的弊端也逐漸顯現(xiàn)，主要表現(xiàn)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(yùn)用包括鏟車等道路施工的大型機(jī)械獲得，試 板內(nèi)混合料結(jié)構(gòu)在獲取和運(yùn)輸?shù)倪^程中一股都受到不同程度的撓動(dòng)，使得在試板內(nèi)切割得 到小梁試件的抗車轍性能不能真實(shí)的反映浙青路面真實(shí)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(cè)試的試件盡可能保留浙青路面原有混合料的結(jié)構(gòu)特 征，真實(shí)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(shù)問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種浙青路面中混合料 抗車轍性能的測(cè)試方法。技術(shù)方案本發(fā)明所述的浙青路面中混合料抗車轍性能的測(cè)試方法是對(duì)浙青路面 結(jié)構(gòu)鉆取圓柱體芯樣，并對(duì)圓柱體芯樣進(jìn)行室內(nèi)拼接，采用漢堡車轍試驗(yàn)儀進(jìn)行拼接試件 的抗車轍性能評(píng)價(jià)。該測(cè)試方法包括如下步驟1)采用鉆孔取芯機(jī)在路面結(jié)構(gòu)上相鄰位置鉆取直徑為20cm、高度為12cm的兩個(gè)浙青混合料圓柱體試件；2)對(duì)每個(gè)圓柱體試件的進(jìn)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余部分晾干后，在方形截面上均勻的涂抹石膏，并把兩試 件相互粘貼拼接，得到長度為^cm、厚度為IOcm的拼接試件；4)把拼接后的試件放入漢堡車轍儀內(nèi)保溫4h以上，并設(shè)置荷載大小，進(jìn)行漢堡車 轍試驗(yàn)，獲得試件車轍深度與荷載作用次數(shù)關(guān)系的蠕變曲線，并分別對(duì)永久變形量％與荷 載作用次數(shù)N的冪函數(shù)模型ε p = aNb和史蒂芬普斯模型ε p = Dc^D1N-D2e.λΝ內(nèi)的計(jì)算參 數(shù)Ibdc^D1, D2和λ進(jìn)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(yàn)條件的參數(shù)，a表示荷載作用一次時(shí)的混合料永久變形，b為雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下混合 料的永久應(yīng)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(diǎn)與直線段起點(diǎn)在水平方向的距離，λ是蠕 變曲線初始階段的累計(jì)永久應(yīng)變率。有益效果本發(fā)明是一種浙青路面中混合料抗車轍性能的測(cè)試方法，也是進(jìn)行路 面車轍病害處理決策的依據(jù)，發(fā)明在以下幾方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。(1)本發(fā)明所測(cè)試的浙青混合料試樣，可以通過常規(guī)的鉆孔取芯機(jī)在路面結(jié)構(gòu)上 直接鉆取，操作極為方便，不需要大型的機(jī)械設(shè)備；(2)由于鉆取圓柱體試件方便，避免了在路面結(jié)構(gòu)上切割試板時(shí)試樣出現(xiàn)損傷和 破損的情況，使得試樣盡可能的保持了原有路面混合料的結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)結(jié)果也更能準(zhǔn)確的反 映浙青路面的抗車轍性能；(3)本發(fā)明獲得的車轍深度與輪載作用次數(shù)的關(guān)系曲線不但可以定性的對(duì)浙青路 面抗車轍能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，還可以通浙青混合料蠕變模型參數(shù)的回歸對(duì)浙青路面的抗車轍性 能進(jìn)行定量的分析。


圖1為20cm拼接芯樣漢堡車轍試驗(yàn)曲線。圖2為冪函數(shù)模型b與車轍深度之間的關(guān)系。圖3為史蒂芬普斯模型參數(shù)D1與車轍深度之間的關(guān)系。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(shí)施例方式本發(fā)明所述的浙青路面中混合料抗車轍性能的測(cè)試方法，具體包括如下步驟(1)浙青路面結(jié)構(gòu)內(nèi)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(qiáng)的操作性，而圓柱體試件可以通過通 常用的鉆孔取芯機(jī)方便的獲得。因此，本發(fā)明采用鉆孔取芯機(jī)在浙青路面結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)直接鉆 取直徑為20cm、高度為12cm的圓柱體試件。另外，為了保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和典型性，兩 個(gè)相互拼接的試樣應(yīng)具有相近的級(jí)配和油石比，因此與第一個(gè)試件拼接的第二個(gè)試件，應(yīng) 當(dāng)在第一個(gè)取樣位置附近鉆取。
(2)混合料芯樣的切割與拼接由于一個(gè)圓柱體試件的尺寸，不足以進(jìn)行車轍試驗(yàn)，需要通過兩個(gè)試件的拼接才 能實(shí)現(xiàn)，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(duì)室外獲 得的每個(gè)試樣分別進(jìn)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，試件剩余部分在直徑方向上的高 度為14. 5cm。把剩余試件通過石膏進(jìn)行拼接，獲得總長度為^cm的拼接試件，并用石膏把 拼接試件固定在漢堡車轍儀試驗(yàn)用的鋼板上。(3)漢堡車轍試驗(yàn)與試驗(yàn)結(jié)果處理設(shè)置漢堡車轍儀的試驗(yàn)溫度條件，在試驗(yàn)前先將^cm的拼接試件放入漢堡車轍 儀內(nèi)保溫4h ；然后根據(jù)研究問題的具體特點(diǎn)，設(shè)置相應(yīng)的荷載，進(jìn)行漢堡車轍試驗(yàn)，獲得不 同荷載作用次數(shù)的車轍深度，并繪制車轍發(fā)展深度與荷載作用次數(shù)的曲線。車轍深度與輪載作用次數(shù)的關(guān)系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(duì)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(jìn)行優(yōu)劣排序。而 且還可以采用不同的模型，根據(jù)車轍永久變形量ε ρ與荷載作用次數(shù)N的關(guān)系，擬合得到冪 函數(shù)模型ε p = aNb和史蒂芬普斯模型ε p = Do+D^-D^-^內(nèi)的參數(shù)a，b，D0, D1, D2和λ， 并可采用b和D1定量評(píng)價(jià)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(yàn)條件的參數(shù)，a表示荷載作用一次時(shí)的混合料永久變形，b為雙對(duì)數(shù)坐標(biāo) 下永久應(yīng)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(diǎn)與直線段起點(diǎn)在水平方向的距離，λ是蠕變 曲線初始階段的累計(jì)永久應(yīng)變率。下面結(jié)合附圖，以某條高速公路浙青路面為實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì) 說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。實(shí)施例浙青路面中混合料抗車轍性能的測(cè)試方法，包括如下步驟(1)浙青混合料圓柱體試件的鉆取和切割為了評(píng)價(jià)某條高速公路浙青路面的抗車轍能力，在路面不同位置處鉆取直徑為 20cm的兩個(gè)圓柱體試件，為了保證試驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性，用于拼接的兩個(gè)圓柱體試件鉆取的 位置應(yīng)該相鄰。并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，把剩余部分通過石膏緊密粘粘，得到長度為四側(cè)、高度為IOcm的拼接試 件。(2)試件的測(cè)試用石膏同時(shí)把拼接試件固定在底部鋼板上，試驗(yàn)時(shí)連同底板一起放入漢堡車轍 儀，試驗(yàn)條件取為溫度60°C，在試驗(yàn)前先將20cm拼接試件放入漢堡車轍儀內(nèi)保溫4h，然后 再加荷，輪載為700N，試驗(yàn)輪行走距離為230mm。試驗(yàn)結(jié)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(hào)為1、4兩個(gè)芯樣拼接而成的。 其余類似，9代表車轍深度為9mm 11mm，13代表車轍深度為13mm 15mm。(3)試驗(yàn)結(jié)果的處理分析對(duì)上述車轍深度曲線，分別采用SPSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)冪函數(shù)模型和St印hen Price模型內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行擬合，結(jié)果分別如表1和表2所示。表120cm拼接試件漢堡車轍試驗(yàn)擬合參數(shù)(冪函數(shù)模型)
權(quán)利要求
1. 一種浙青路面中混合料抗車轍性能的測(cè)試方法，其特征在于該測(cè)試方法包括如下 步驟1)采用鉆孔取芯機(jī)在路面結(jié)構(gòu)上相鄰位置鉆取直徑為20cm、高度為12cm的兩個(gè)浙青 混合料圓柱體試件；2)對(duì)每個(gè)圓柱體試件的進(jìn)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余部分晾干后，在方形截面上均勻的涂抹石膏，并把兩試件相 互粘貼拼接，得到長度為^cm、厚度為IOcm的拼接試件；4)把拼接后的試件放入漢堡車轍儀內(nèi)保溫4h以上，并設(shè)置荷載大小，進(jìn)行漢堡 車轍試驗(yàn)，獲得試件車轍深度與荷載作用次數(shù)關(guān)系的蠕變曲線，并分別對(duì)永久變形量與荷載作用次數(shù)N的冪函數(shù)模型=^和史蒂芬普斯模型S = A+AiV-A^內(nèi)的計(jì)算參數(shù)HA1^1W2和Λ進(jìn)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(yàn)條件的參數(shù)，a表示荷載作用一次時(shí)的混合料永久變形，力為雙對(duì)數(shù)坐標(biāo) 下混合料的永久應(yīng)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(diǎn)與直線段起點(diǎn)在水平方向的距離， λ是蠕變曲線初始階段的累計(jì)永久應(yīng)變率。
全文摘要
本發(fā)明公開一種瀝青路面中混合料抗車轍性能的測(cè)試方法，該方法以路面鉆取的兩個(gè)圓柱體試件為基礎(chǔ)，通過切割、粘粘等措施對(duì)圓柱體試件進(jìn)行拼接，并對(duì)拼接后試件進(jìn)行漢堡車轍試驗(yàn)，根據(jù)車轍深度與荷載作用次數(shù)的關(guān)系曲線，評(píng)價(jià)瀝青路面的抗車轍性能。本發(fā)明克服了在瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)挖取車轍板方法的缺陷，便于操作，可以準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)車輛荷載下瀝青路面抗車轍性能，預(yù)測(cè)路面車轍發(fā)展的規(guī)律，對(duì)降低路面檢測(cè)費(fèi)用和維修成本具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
文檔編號(hào)G01N1/08GK102135481SQ201110003759
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者廖公云, 陳俊, 黃曉明 申請(qǐng)人:東南大學(xué)