沥青路面高温性能发展规律的试验研究.pdf

84工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工的变化趋势，可为路面养护方案的制定提供指导。1 项目概况联邦工程部阿巴 41km 公路维修项目开始于阿比亚州阿巴镇公路桥，沿线经过 Asa-Umuku、Obiga 和Obehie Asa 等小镇，终点位于河流州哈尔克特 Eleme junction，施工线路总长 41.4km，属于市政公路改造项目。该项目所处的河流州（哈尔克特港）地处尼日利亚东南部，属于热带气候。全年分为旱季和雨季，11 月至来年4 月为旱季，平均气温 30，最高达 46以上。5 月至 10月为雨季，平均气温 25。目前正在进行施工哈尔克特市区 CH209+670CH216+805路段，该路段由两条路面标准横截面宽度7.3m的并行道路组成，中间间隔25m隔离带。旧路况因排水不畅年久失修，导致道路破损情况严重。后对该路段整体重新设计，将中间隔离带及两侧道路重新修建成路面标准横截面宽度为46.1m的双向八车道市区主干道。路面结构为30cm填砂+15cm水泥稳定砂+20cm级配碎石+6cm底层沥青+4cm面层沥青。2 研究方法2.1 分层高温稳定性试验方法 当前沥青混合料性能试验标准是针对于新制成的样0 引言沥青属于温度敏感性材料，在高温下极易发生变形，所以高温车辙变形是沥青公路中一种常见的问题。对于车辙变形通常是先对其进行铣刨重铺，在这个过程中确定铣刨层位尤为关键1-3。若是铣刨层位有误，可能导致车辙处理不完全或铣刨过度。为此评估各层高温稳定性对养护方案的制定十分关键，其中以中面层高温稳定性的判断尤为重要。除此之外，车辙变化的同时沥青路面也在持续受到损伤。根据高温下沥青变形的阶段理论，车辙发生破坏的临界点为第三和第二阶段的转变点，所以为了尽可能地延长沥青路面的使用时间，有必要采取相关措施来提高到达次临界点的时间4。而想要解决上述问题的关键就是准确掌握沥青在高温下的变形发展趋势。基于此，杨军等5人开展了汉堡车辙试验来分析各结构层对车辙的影响程度，提出了新的抗车辙要求。栗培龙等6-7人对沥青混合料开展了汉堡车辙试验，分析了其抗车辙性能，同时对汉堡车辙试验的判别标准与试验条件进行了研究。目前大部分研究针对的都是新拌制沥青混合料，但以此用来评价已通车道路的高温稳定性并不合理。基于此，为了准确评估已通车沥青道路中面层高温稳定性，本文提出了一种评估已通车沥青道路中面层高温稳定性能的方法，结合车辙变形指标，得出了中面层高温性能沥青路面高温性能发展规律的试验研究高强摘要：为了准确评估已通车沥青道路中面层高温稳定性，提出了一种评估已通车沥青道路中面层高温稳定性能的方法，结合车辙变形指标得出了中面层高温性能的变化趋势，研究结果表明：通过分层汉堡车辙试验能够较好的评价沥青混合料的高温稳定性，可以应用在既有沥青道路路高温稳定性鉴别中；随着各路段现场车辙变形程度的增大，中面层汉堡车辙深度表现出先降低后增大的趋势，这说明中面层高温性能表现出先增大后减小的趋势；中面层高温性能发生变化的临界值为现场车辙深度 15mm，此临界值给中面层养护方式的选择提供理论支撑；整体上中面层的变形率会随着车辙深度的增加而增加，普通沥青和改性沥青车辙深度为 15mm，且路面中面层高温稳定性逐渐降低。关键词：沥青道路；中面层高温稳定性；车辙变形；汉堡车辙试验；改性沥青（中国土木工程集团有限公司，北京100038）CM&M 2023.0485况，所以在取芯测厚度时，要在芯样附近测量 4 次，并取其均值作为结构层的最终厚度，以降低测量误差。变形率计算公式如下：Ri=i/Hi （1）式中：Hi 第i层的厚度基准值，选择采用右侧轮迹带左、右两侧的平均值，mm；Ri第i层发生的变形率，%；i第i层发生的变形值，为右侧轮迹带第i层厚度和第i层厚度基准值的差值，mm。3 中面层高温稳定性试验分析3.1 取样方式为了掌握高温下沥青道路中面层稳定性变化规律，以尼阿巴41km公路和另外两公路（A公路和B公路）为例，根据不同的车辙深度进行取芯试验，车辙深度分为 4 个等级，分别为 1520mm、1015mm、510mm 和 05mm。3.2 车辙试验评价分别对所选 3 条公路开展汉堡车辙试验，具体结果见表 2。当前缺少判断通车沥青路面高温稳定性的标准。但应急车道相对来说通行车辆较少，其路面结构基本保持不变，未出现破损，所以在此次研究中，把应急车道沥青面层的高温性能测试数据，作为已通车沥青路面的初始高温性能，以此作为基准来对其他车道沥青面层高温性能进行评价，给路面养护方案的制定提供有力支撑。建立已通车路面实际车辙深度和中面层汉堡车辙深度间的关系，同时根据上述所提划分的高温稳定性判别标准，对比应急车道初始状态，以此得出中面层高温稳定性的变化趋势。不同车辙深度时 A 公路条件中面层汉堡车辙试验结果如图 2 所示。不同车辙深度时尼阿巴公品，根据需要将其制成特定的形状。而对于已铺设完成的沥青路面，其结构和尺寸已经固定成型，所以测试此类沥青路面性能时，无法使用当前的试验标准和方法。此次研究中，选择对上述哈尔克特市区内 9km 路段旧路沥青面层进行钻芯取样，取芯直径为 150mm，再对其进行切割，分成下、中、上 3 个面层试样，高度分别为60mm、60mm 和 40mm。然后通过汉堡车辙试验来测试各试样在高温下的稳定性。2.2 车辙深度指标此次研究除了上述所提工程路段，同时挑选了几条投入使用时间较久的路段作为样本，来对其沥青中面层开展汉堡车辙试验，通过试验来检验分层试验法的有效性。以 24 组样本为基础，普通沥青中面层的试验结果如图 1 所示。从图 1 中能够看出，普通沥青车辙深度分布规律大致接近正态分布。为了更加清晰和快速的对不同混合料高温性能的区别进行评价，将正态曲线的 80%与20%分位点设置成界限，依次获取普通沥青中面层的分级标准，具体见表 1。其中等级越高，就表示混合料在高温下就越不稳定。从上述结果可以看出：通过分层汉堡车辙试验能够很好的对沥青混合料高温稳定性进行判断，可以用来评价路面结构的高温性能。同时此次所得的车辙深度分级标准，能够给已通车道路中面层高温稳定性的判断提供借鉴。2.3 车辙变形率指标通过分层结构变形率的方式来反映沥青混合料的变形性能，某一层的变形率即为该层变形值与原层厚的比值。因为取样路段已投入使用，部分区域存在变形的情图1 压实厚度测量节点布设表1 普通沥青分级标准判断等级321车辙深度/mm 6.53.3 6.5 3.3标准/%1008020 表2 汉堡车辙试验相关数据 mm车辙深度范围B 公路尼阿巴公路A 公路汉堡车辙深度通车道路实际车辙深度汉堡车辙深度通车道路实际车辙深度汉堡车辙深度通车道路实际车辙深度 209.2523.15.5422.37.5523.4152010.82173186.54175.341610155.38132144.1712.64.81125103.359.12.3464.747.3 56.8542.32532.4822.4应急车道初始状态6.22.15.275.426.486工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工根据上述给出的判定中面层高温稳定性能标准，在车辙深度未超过 15mm 时沥青的中面层高温稳定性都属于2 级标准，在现场实际车辙深度超过 15mm 时均属于 3 级标准。由此能够得出，中面层高温性能发生变化的临界值为现场车辙深度 15mm，此临界值给中面层养护方式的选择和制定提供了理论支撑。3.3 评价车辙变形率对所选 3 段公路的结构层变形率进行计算，具体结果见表 3 和图 5。从表 3 和图 5 中能够看出，整体上中面层的变形率随着车辙深度的增加而增加，且普通沥青在车辙深度为15mm，即中面层变形率分别为 11%时，路面中面层高温稳定性逐渐降低。通过中面层变形率的变化趋势和变形指标来对其高温性能的变化情况进行判断，能够在一定程度上替代室内检测试验，可在较快时间内完成中面层性能检验。4 结束语为了准确评估已通车沥青道路中面层高温(转下页）图2 不同车辙深度时A公路条件中面层汉堡车辙试验结果图3 不同车辙深度时尼阿巴公路条件中面层汉堡车辙试验结果图4 不同车辙深度时B公路条件中面层汉堡车辙试验结果路条件中面层汉堡车辙试验结果如图 3 所示。不同车辙深度时B公路条件中面层汉堡车辙试验结果如图4所示。跟应急车道初始状态对比后能够发现，随着各路段现场车辙变形程度的增大，中面层汉堡车辙深度表现出先降低后增大的趋势。这说明中面层高温性能表现出先增大后减小的趋势。对此现象进行分析认为，当作用在路面的荷载次数不断变多时，沥青混合料密度变大，结构更加密实，有利于提高自身的高温稳定性；而当变形持续增大时，结构稳定性达到极限而破坏，混合料自身稳定性逐渐降低。表3 沥青中面层变形结果路段变形率/%厚度基准值/mm变形量/mm范围/mm车辙深度/mmB 公路10.8261.76.72超过 2023.113.126181520179.261.75.711015137.0761.34.315109.1尼阿巴公路9.6555.315.32超过 2022.36.7759.141520185.5360.23.31015163.27612.151014A 公路9.2754.15.1超过 2023.412.4153.626.721520178.8752.634.6101512.62.3656.311.325107.3图5 不同车辙深度时各公路条件中面层变形率CM&M 2023.0487参考文献1 李洪雁,伍川,党江涛,等.低标号沥青在新疆南部高温地区的抗车辙性能研究 J.交通节能与环保,2022,18(6):150-154.2 邹长根,余浩,闫小虎,等.沥青高温性能对防渗层沥青混凝土斜坡流淌的影响 J.建材世界,2022,43(6):47-51.3 崔祥密,李修春,蔡晓利.改性沥青老化前后高温性能研究 J.中国建筑防水,2022,456(11):10-13.4 梁盼,黄啟波.再生集料沥青混凝土高温形变损伤机理研究J.公路,2023,68(1):1-9.5 杨军,崔娟,万军,等.基于结构层贡献率的沥青路面抗车辙措施 J.东南大学学报:自然科学版,2007,37(2):350-354.6 栗培龙,张争奇,李洪华,等.沥青混合料汉堡车辙试验方法J.交通运输工程学报,2010,(2):30-35.7 栗培龙,张争奇,李洪华,等.沥青混合料汉堡车辙试验条件及评价指标研究 J.武汉理工大学学报,2011,35(1):113-117.（接上页）稳定性，本文提出了一种评估已通车沥青道路中面层高温稳定性能的方法，结合车辙变形指标得出了中面层高温性能的变化趋势。主要得出以下结论：通过分层汉堡车辙试验能够较好的评价沥青混合料的高温稳定性，可以将其应用在既有沥青道路路高温稳定性的鉴别中，同时可将车辙深度分级标准来作为参考。随着各路段现场车辙变形程度的增大，中面层汉堡车辙深度表现出先降低后增大的趋势。这说明中面层高温性能表现出先增大后减小的趋势；中面层高温性能发生变化的临界值为现场车辙深度 15mm，此临界值给中面层养护方式的选择和制定提供理论支撑。整体上中面层的变形率会随着车辙深度的增加而增加，普通沥青在车辙深度为 15mm，即中面层变形率分别为 11%时，路面中面层高温稳定性逐渐降低。通过中面层变形率的变化趋势和变形指标来对其高温性能的变化情况进行判断，能够在一定程度上替代室内检测试验，可在较快时间内完成中面层性能检验。基于预应力技术的高速公路桥梁施工包国军摘要：目前的高速公路桥梁施工中，常由于钢绞线受弯性能不足，导致最终的预应力值与标准值相差较大。以某高速公路桥梁施工项目为例，阐述基于预应力技术的高速公路桥梁施工方案。先根据桥梁长度定位穿束钢筋的孔道，使用高强度低松弛的 7 丝预应力钢绞线进行张拉施工，再配制压浆混凝土进行压浆施工，最后进行封锚施工。基于预应力技术的高速公路桥梁施工方案，可使桥梁梁体锚下预应力符合施工标准，有效提升了高速公路桥梁施工的整体质量。关键词：预应力技术；穿束钢筋；桥梁施工；封锚（中铁十九局集团第一工程有限公司，辽宁辽阳111000）在高速公路的桥梁建设中，采用预应力技术进行施工，能够对桥梁中的构件进行补强，改变其结构和性能，使得桥梁构件的承载力更强，提高高速公路桥梁的刚度与稳固性，进而提高高速公路桥梁的使用寿命。1 基于预应力技术的桥梁施工要点1.1 定位孔道穿束钢筋高速公路桥梁施工中，预应力技术常采用预应力波纹管，在波纹管中穿束钢筋。这就需要在桥梁施工前，对波纹管的孔道进行定位。根据高速公路桥梁长度的不同，设置孔道的数量，为每隔0.5m定位一个孔道，如1图所示。0 引言相比于普通的公路桥梁来说，高速公路的桥梁对承载力性能要求更高。这是因为其正式运营过程中，承载着各式各样车辆载荷，特别是发生交通堵塞时，其对桥梁承载力要求更高1。与普通公路施工建设不同，高速公路桥梁施工需要更加关注各个构件的受弯条件，如果构件的受弯性能不良，将会导致桥梁建设质量达不到预期。预应力技术在桥梁施工中有着广泛的应用，尤其在受弯构件中应用更为普遍2。预应力技术的桥梁施工能够抵消荷载导致的拉应力，维护桥梁的整体结构，使得桥梁在后续使用中不会过早地出现裂缝。