基于加速加載試驗的瀝青路面車轍預估研究

隨著當前國家經濟的快速發展，筑路體系作為其核心組成部分，其投資比例越來越大。隨著運輸系統中出現了越來越多的重型噸位的車輛，這在高速路面基層的結構性能和承載強度上提出了更為嚴格的要求，同時由于外界自然環境因素的多重損傷作用，導致瀝青路面出現老化、腐蝕等現象，無法維持建筑工程的正常使用。經過多年的施工管理實踐，在涉及瀝青路面施工過程中，加速加載狀態下的車轍抗裂性及穩定性具有重要價值意義。經過試驗分析，發現抗裂性車轍損壞預估模型具有較高的實用性，憑借自身恒定的穩固性，以及密集壓實度，從根本上了解決了路面變形問題。車轍預估模型建立了隨著時間變化及時指導路面養護和維修的系統，這樣一方面保證了工程施工的質量，另一方面節約了后期維護成本，延長了路面的磨損壽命。本就環道下加速加載試驗的實測結果進行相關分析，以此建立適合實際路面抗裂性車轍預估模型，旨在為公路工程質量建設提供可借鑒思路。

1 變形預估模型建構

為了更據說服力的證明抗裂性車轍預估模型在瀝青路面質量中的價值作用，本文采用實證研究對其進行相關實驗論證。選取滬寧高速公路江蘇段E標段質監所的環道試驗數據對車轍預估模型進行建構，對于滬寧高速公路江蘇段E標段的路面結構可以分為兩種類型:柔性基層和半剛性基層。按照層級梯度，處于第一梯度的為60 ClTI素土層，第二梯度為灰土層，該層級有A，B，C三種方案可供選擇。

1.1 相關參數確定

本文采用環道試驗數據對A方案進行實際測試，并以此建立了擬合數據模型，具體的車轍預估模型計算公式如下:

上式中:T為路面溫度;X為路面深度。

有了來自環道試驗數據的支持，車轍預估模型的建構就有了相應的保障。在環道實驗中，突出了輪胎接地面積在轍預估模型中所處的地位，對其接地面積的平均值權重進行確認，當平均接地面積為310cm2，輪胎平均接地壓力為 0.85MPa。

從實驗分析過程可以得出，路面結構不同深度各亞層的溫度和實際輪胎與路面的接觸形狀等均會對測試結果產生影響。所以，為了便于分析，將輪胎接地形狀簡化為雙圓均布荷載，但相應的接觸面積保持不變，從而使得最終結果不會對實際使用性能產生顯著性影響。統計分析數據說明:計算路面內的剪應力時，取值點位統一取最大剪應力所在縱向軸線上。每一亞層中點的剪應力值代表該亞層的平均受剪狀態。路面內的剪應力大小和自身抗車轍能力有著必然性，一定程度上將這兩者等同起來，將更有利于車轍預估模型的應用。在車轍預估模型中，忽略了車輪運行中產生的微小水平力，并溫時的瀝青混凝土模量，這樣有利于溫度T和剪應力F的聯動，更利于車轍預估模型的準確性[2]。

1.2 瀝青混凝土抗剪強度測定

通過設定環道各層材料油石質量配比，可以促進瀝青路面車轍預估模型研究的確定[3]。各層材料油石質量配比之間建立彼此的包容性和兼容性，通過最佳配比率，形成效益最大化的性能結構。另外，還需要通過控制空隙率，一起來完善瀝青路面的修筑，確保車轍預估模型能夠實現最大效益，實現該項研究的實踐價值。

對于瀝青混凝土的抗剪強度確定，可以采取科研創新的單軸貫入實驗法，該方法縮短路面受力狀況與單軸貫入試件的差距，可以更有效地實現瀝青混合料的抗剪強度測定。此外，瀝青混凝土是一個整體性質的實體，這個實體存在多種路面結構方案。

2 車轍預估模型的修正

2.1 修正系數的確定

在可具備的普遍情況下，通過實驗所建構的車轍預估模型能夠分析出瀝青層永久變形問題的具體形態結構和特質性能。車轍預估模型成為研究路面材料構造變形及質量提升的最佳方案，為了確保它的試驗環境應當是與現實環境相吻合，所以就需要確定相應的修正系數，使得預測的結果與實際的觀測值相一致。筆者采取了最小二乘法的基本原理，以此優化車轍預估模型。通過修正系數優化后的模型，可以發現瀝青路面改性混凝土為連續的空間網架結構，這種結構的形成是由于聚合物滲入混凝土內部的微裂隙中，材料的大孔被分化成更多的小孔，同時孔徑分布方向發生掉轉。聚合物改性混凝土連續的空間網架結構，其顯著特征就在于能夠提高改性混凝土的抗彎拉強度，同時劈裂強度，抗凍性，耐磨性以及抗疲勞性能都較高[4]。車轍預估模型所反映的永久變形隨溫度、荷載、交通量、材料強度的變化規律是相同的，可以為瀝青混凝土的修筑提供諸多建設性方案。

2.2 側向隆起的納入

通過前文分析的結論可知，車轍對于路面結構功能的長久使用有著顯著性影響。所謂“車轍”就是輪跡帶下凹與兩側隆起的變形差，在現實實踐過程中，應當根據車轍的實際影響，同時結合輪跡帶路面結構，根據車轍預估模型，來配置相應的修正系數。在瀝青層的永久變形問題中，需要徹底明白隆起變形的數值，同時考慮相應的數量關系，兩者結合起來分析后再在做相應規劃。車轍預估模型修正的一個重要方面就是要確定好相應的隆起系數。

3 結語

通過車轍預估模型可以更為有效地確保瀝青路面質量，確定路面狀況缺陷所在位置。雖然車轍預估模型在應用深度上還有待更多的完善，但其在瀝青路面建筑上功能明顯。在密實度較低的樁基內部結構中，車轍預估模型可以更好的鑒別出土瀝青路面質量狀況。公路路面承載力的增加和荷載量的提升，需要車轍預估模型提供數據作為實施依據。當然，在實際應用過程中，最好的方案是車轍預估模型與地質前期勘察這兩種技術結合起來，才能更為全面和準確地測定瀝青路面內部結構，以便制定更為合理完善的施工方案。車轍預估模型作為一種全新的技術方法，實用性上優越于傳統的方案，并且在解決環道瀝青路面永久過程中所表現出的穩定性、系能性、高效性等特點得到了業界一致好評。在這個對質量安全要求越來越高的工程建筑行業，選擇高性能的模型系統，既保證了施工運行的效率性和準確性，又實現了現實經濟的價值性。

[1]蘇凱，孫立軍.高等級瀝青路面車轍預估方法研究綜述[J].公路研究，2012(07):18-20.

[2]周進川.滬寧高速公路擴建工程瀝青路面結構環道試驗研究[R].重慶:重慶公路科研所，2010∶125-135.

[3]蘇凱，孫立軍.瀝青路面車轍產生機理[J].石油瀝青，2013(04):17-25.

[4]林繡賢.瀝青層永久變形計算中有關參數確定方法[J].中國公路學報，2010(12):67-71.