沥青不同指标对沥青混凝土性能影响.pdf

蔡宜洲等 ： 沥青不同指标对 沥青混 凝土性能影响 1 3 DO I ： 1 0 ． 1 3 9 0 5 ／ j ． c n k i ． d w j z ． 2 0 1 5 ． 0 2 ． 0 0 6 沥青不 同指标对沥青混凝土性能影响 蔡宜洲 ， 李皓 ， 叶永 。 ， 向鹏 ( 1 ．三峡大学水利与环境学院 ， 湖北宜 昌4 4 3 0 0 2； 2 ．三峡大学协 同创新 中心 ， 湖北宜昌4 43 0 0 2) 【 摘要】 低温度段的线收缩系数 是计算水工沥青混凝土低温应力非常重要的参数。沥青含量、 沥青品 种及环境温度对 值的影响差异很大。文中运用灰关联熵分析法， 对沥青混凝土线收缩系数进行试验研究 ， 主要 研究沥青品种中密度、 l 5度延度、 5度延度、 针人度对 仅值的影响 ， 得出沥青针入度灰熵关联度最大， 是最优相关 因素。研究成果对水工沥青混凝土防渗性能提高具有实际意义。 【 关键词】 水工沥青混凝土； 低温收缩系数； 灰关联熵 ； 防渗性能 【 中图分类号】 T U 5 2 8 ． 4 2 【 文献标识码】 A 【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 ( 2 0 1 5 ) 0 2— 0 0 1 3 — 0 2 I NFLUENCES oF ASPHALT W I TH DⅡ FERENT I NDEXES UPoN THE LoW TEM PERATURE PERFoRM ANCE oF HYDRAULI C CoNCRETE CAI Yi ． z h o u ，L I Ha o ，YE Yo ng ，XI ANG P e n g ( 1 ． C o l l e g e o f H y d r a u l i c& E n v i r o n m e n t a l E n g i ． ， T h r e e G o r g e s U n i v ． ， Hu b e i Y i c h a n g 4 4 3 0 0 2， Chi n a； 2． Co l l a b o r a t i v e I n n o v a t i o n Ce n t e r f o r Ge o — h a z a r d s a nd E c o — E n v i r o n me n t i n T h r e e G o r g e s A r e a ， H u b e i Y i c h a n g 4 4 3 0 0 2 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： l o w t e mpe r a t u r e l i n e c o nt r a c t i o n c o e f fi c i e n t仅 o f h y d r a u l i c a s p h a l t c o n c r e t e s e c t i o n i s v e r — Y i mp o r t a n t for t h e a s p h a l t c o n c r e t e s t r u c t u r e o f h y d r a u l i c c o n s t ruc t i o n，i t h a s i n fl u e n c e o n a s p h a l t c o n — c r e t e i mp e r v i o us f a c i ng’ S t e mp e r a t u r e s t r e s s ． I t i s a l s o i mp o rta n t f o r l o w t e mp e r a t u r e s t r e s s p a r a me t e r s c a l c u l a t i o n o f a s p h a l t c o n c r e t e i mpe r v i o u s f a c i ng ．I n d i f f e r e nt t y p e s o f a s p h a l t ，the a s p h a l t c o n t e nt a n d t e mpe r a t u r e c o n d i t i o ns ，t h e e t v a l u e s a r e d i ffe r e n t ．The a u t h o r a na l y s e s t h e a s p ha l t c o n c r e t e l i n e c o n ~a e — t i o n c o e f fi c i e n t w i t h g r e y r e l a t i o n e n t r o p y me tho d，t h e r e s e a r c h c o n t e n t ma i n l y i n c l u d e s e f f e c t o f v a r i e t y d e ns i t y，1 5 de g r e e s o f d u c t i l i t y，5 d e g r e e s o f du c t i l i t y a nd p e ne t r a t i o n o n t he a l p h a v a l u e ．I t i s c o nc l u — d e d t ha t a s p h a l t p e n e t r a t i o n i s t h e l a r g e s t g r e y c o r r e l a t i o n e ntro p y a n d t h e o p tima l r e l a t i v e f a c t o r ．Th e r e — s u i t o f r e s e a r c h h a s p r a c t i c e s i g n i fi c a n c e for t h e i mp e r v i o u s p e r f o r ma n c e i n p r a c t i c e ． Ke y wo r d s ： h y d r a u l i c a s p h a l t c o n c r e t e；l o w t e mp e r a t u r e l i n e c o n t r a c t i o n c o e f f i c i e n t ；g r e y r e l a t i o n e n t r o p y me tho d；i mp e r v i o u s p e rf o r ma n c e 低温收缩系数是水工沥青混凝土温度应力分析中的重 要参数。道路工程和水利工程中， 以往研究温度应力分析 都将 d值作为常数“ J 。在 0 ~ C到低温值 T ( 一般为 一3 O ℃) 之间， 我国的试验规程 也将沥青混凝土的低温收缩系数 作为常数考虑。已有研究表明， 值并非常数， 在一定温度 范围内而是温度的函数。庞辉 研究认 为， 沥青品种对 仅 值的影响较大， 而温升温降过程和沥青含量对 值的影响 较小。郝培文 运用灰关联分析法研究 了沥青混合料低温 抗裂指标与美国S H R P规范规定指标的关联性。沥青品种 技术指标一般包括密度、 针入度、 延度等。但之前研究并没 有对沥青混凝土低温收缩系数与沥青品种中各项指标的具 体关系进行深人研究。文中对该问题进一步研究 ， 以期取 点 ， 还可以有效增强其抵抗腐蚀的能力。 [ 2 ] 参考文献 聂轶 莳 ， 刘淑贤 ， 牛福 生 ， 张晋霞 ， 自丽梅．粉煤灰研究进展及 展望[ J ] ． 混凝土， 2 0 1 0 ， ( 4 )： 6 2— 6 5 ． 杨华全， 李家正， 王仲华．三峡工程掺粉煤灰混凝土性能试验 研究[ J ] ． 水力发电， 2 0 0 2 ， ( 1 2 ) ： 1 4— 1 7 ． [ 3 ] 杨勇， 曹晓旭， 王述红， 刘文华．粉煤灰混凝土防腐蚀耐久性 的研究[ J ] ． 建材技术与应用， 2 0 0 9 ， ( 2 )： 1 — 3 ． [ 收稿 日期] 2 0 1 4—1 0—2 3 [ 作者简 介] 张德尧 ( 1 9 7 0一) ， 男 ， 黑 龙江 双城 人 ， 助理 工程 师， 从事工程管理工作。 1 4 低温建筑技术 2 0 1 5年第 2 ( 总第 2 0 0j 9 j ) 得一些有意义的结果。 1 灰关联熵分析 法 灰关联分析 是 一 种系 统分析 的方 法 ， 通过特 定 的数 据处理 ， 先计算目标值( 参考数列) 与影响因素( 比较数列) 的关联度 ， 然后对关联度进行排序， 寻找出影响 目标值中的 主要 因素。 张岐山等提出了灰色关联熵分析方法。此后， 对于贫 信息系统利用灰关联熵分析方法分析在实际应用中取得了 满意的效果。 灰关联熵： 设 Y o={ y 0 ( k ) ， =1 ， 2， ⋯， r } 为主序列， = { ( ) ， =1 ， 2， ⋯， r } 为参考列， 对每个上述序列做初值 化处理进一步得到比较序列与参考序列的关联系数： m ! n m i n A ( k ) + m a x m a x A ( ) r ( X o ( ) ， ( ) ) = — 厂 计算得到灰熵关联分布密度值： △r ( ( h ) ， f ( h ) ) h 一— — — — — — — — — 一 ∑r ( ‰ ( ) ， ( ) ) 计 算 的 灰 关 联 熵函 数： H ( R i ) 一∑P h l n P ^ 序列 的灰熵关联度为 ： ( ， ) 兰 ( f ) ／ H ， 根据其灰熵关联度大小来确定关联程度 灰熵关联度 值越大， 其对 目标值影响越显著。 2 灰 色关联分析 法在 沥青低温指标 中的应用 2 ． 1 水工沥青混凝土低温段线收缩系数试验 针对某工程， 庞辉等口 进行了水工沥青混凝土低温段 线收缩系数试验， 试验选用在水利工程中广泛使用的 1 # 、 2 # 及 3 # 沥青，最大骨料粒径： 1 6 ra m， 级配指数 r ： 0 ． 2 5 ， 沥青含 量： 8 ． 1 ％。实验温度为 一 5 ℃。3种沥青的性能指标见表 1 。 表 1 3种沥青的技术指标 2 ． 2 灰熵关联度计算及结果 以低温收缩系数为参考数列， 各影响因素为比较数列 ， 利用表 1计算各影响因素与低温收缩系数之间的灰熵关联 度。计算结果如下 ： 沥青 密 度 与低 温 收 缩 系 数 的 灰 熵 关 联 度 E 。= 1 ． 1 0 6 5 9 9 ； 1 5度延度与低温收缩系数的灰熵关联度 E z= 1 ． 1 0 4 9 1 8 ； 5度延度与低 温收缩 系数的灰熵关联度 E = 1 ． 0 5 9 5 7 2 ； 针 入 度 与 低 温 收 缩 系 数 的 灰 熵 关 联 度 E =1 ．1 07 231 。 比较灰熵关联度顺序为： E >E >E > E 3 。 即各影响因素对沥青混凝土低温收缩系数影响大小顺 序是 ： 针入度 > 沥青密度 >1 5度延度 >5度延度。由以上可 以得 出： ( 1 ) 相对而言， 针入度与低温收缩系数的灰熵关联度 大于其他因素与低温收缩系数的灰熵关联度， 说明针入度 作为沥青混凝土低温收缩系数 的最优相关因素， 应该优 先考虑并严格控制其偏差值； 密度次之 ， 5度延度最小。主 要原因是针人度 是表 示沥青 软 硬程 度和稠 度 、 抗剪破 坏 的 能力 ， 在一定条 件下 反映沥 青 的相对 黏 度的指标 。针 人 度 越大， 表示沥青越软， 软化点越低， 高温性能随针人度增加 而减弱， 低温性能随着针人度增加而提高。即文中得出结 论针人度与低温收缩系数的关联度较大。 ( 2 ) 在低温高寒地区， 对于水工沥青混凝土的选择， 应优先考虑沥青针人度大的沥青品种做为水工沥青混凝土 的原材料。从而可以提高例如水工沥青混凝土面板、 心墙 的耐久性， 延长使用使用寿命， 提高水工结构的安全性能。 3结语 水工沥青混凝 土低 温段 线收缩系 数 a变化是 多种因素 综合作用的结果， 文中运用灰色关联法， 分析了沥青品种中 不同指标对其影响的大小， 得到沥青针入度对低温性能收 缩系数 影响最大， 沥青密度次之， 5度延度最小。结果表 明针入度指标与水工沥青混凝土低温性能相关性最好 ， 是 主要 的控 制因素。为 提高水 工混 凝 土低 温 防渗 性能 ， 应 优 先考虑沥青的针人度指标。 参考文献 [ 1 ] 余梁蜀． 沥青混凝土低温线 收缩 系数试验研 究[ J ] ． 水 力发I 学报 ， 2 0 0 6， ( 3 ) ： 8 4— 8 7 ． [ 2 ] D I J T 5 3 6 2— 2 0 0 6 ， 水工沥青混凝土试验规程[ s ] ． [ 3 ] 庞辉． 水工沥青混凝土低温线收缩 系数 试验研究 [ J ] ． 西安理 工大学学报， 2 0 0 5， ( 4 ) ： 4 1 7— 4 2 0 ． [ 4 ] 郝培文 ， 张冬冬．运用 灰关联分 析法评 价沥青 低温抗 裂性 能 指标[ J ] ．石油沥青 ， 1 9 9 7， ( 3 )： 1 7—2 O+ 2 4 ． [ 5 ] 邓聚龙． 灰色系统理论教程[ M]． 武汉： 华I f 1 删 I ： 大学出版 礼 ． 1 9 9 0 ． [ 收稿 日期] 2 0 1 4一l 1- 0 7 [ 作者简介] 蔡宦洲( 1 9 6 8一) ， 男 ， 湖北 荆州人 ， 剐教授 ， 硕 { 从事结构工程的优化设计 与可 发研究。