温度对沥青混凝土路面车辙影响研究

车辙是沥青混凝土路面常见危害，影响车辙因素很多，内在因素有路面结构的力学特性和材料的物理、化学特性，外在因素包括环境、荷载、交通流量、车速等，最大的因素为车辆荷载和环境温度。沥青混凝土路面在交变温度和载荷作用下，引起沥青疲劳和填充料的损坏，沥青老化和粘度降低，出现充填物料脱离和流动，极易产生路面车辙，严重影响交通安全。

1  实验方案

选用HYCZ-沥青混合料车辙仪，沥青混凝土温度40℃，50℃，60℃，70℃，轮压0.7MPa，碾压速度42次/min，车轮接触面为300X50mm mm。在上、中、下面层相应深度处布置位移传感器。沥青混凝土路面结构如图1所示，混合拌料级配见表1。

图1  沥青混凝土路面结构  

表1  沥青混合拌料级配

2  路面车辙和动态稳定度

如表2，在给定路面结构和沥青混合拌料级配条件下，随着温度增加，路面车辙深度增加。在40℃-60℃温度之间车辙深度增加较为平缓，60℃-70℃之间车辙深度增加快速，70℃以上高温对车辙影响较大。

随着温度增加，动态稳定度逐渐减小。40℃-60℃时动态稳定度较大，差值不大，此时沥青混合料结构比较稳定，车辙主要是路面碾压密实度引起的。60℃-70℃时动态稳定度相差很大，在70℃时动态稳定度急剧降低，车辙较大，主要是在高温情况下，沥青粘度显著降低，引起充填物料脱离和流动，结构失稳。

表2  沥青混凝土路面内部累积变形量（cm）

3  路面内部累积变形量

如表2，在相同温度下，随着路面深度的增加路面内部的累积变形量减小。上面层累积变形量增幅较大，从中面层到下面层累积变形量有逐渐减小趋势。随着温度增加，各层路面累积变形量逐渐增加，40℃变形量最小，70℃变形量明显提高，上面层与下面层层间累积变形受温度影响较大，中面层层间累积变形受温度变化影响较小。40℃-60℃之间的累积变形量差值基本相同，累积变形增加较缓慢，60℃-70℃的累积变形量差值较大，累积变形增加较快。

表3  累积变形对车辙贡献率（cm/cm）

如表3，同一温度下单位累计变化量中面层大，上面层和下面层相对较小而且变化量接近相同。随着温度增加，单位累计变化量逐步增加，40℃时变化最小，70℃时变化最大。在40℃-60℃时，单位累计变化量的增幅不大，明显为压密车辙，但60℃-70℃时，增幅较大，出现明显剪切失稳状态。从车辙贡献率知，中面层贡献率较大，上面层比下面层的贡献率小。随着温度的增加，上、中面层对累计变形的贡献率有减少趋势，变化幅度不大，但下面层的贡献率随着温度的增加反而增加，这可能与路面层结构有关。随着温度的增加，路面内部累积变形对车辙贡献率有向下面层转移的倾向。  

4  结语

在常温下随着沥青混凝土路面温度增加，车辙深度增加，但影响不大。此时车辙主要决定于路面结构、车辆荷载和流量，所产生的车辙主要为压密型，与施工时的压实度等工况有关。沥青混凝土路面内部累积变形量随着层数下移逐渐减小，随着温度的增加而增加，沥青路面上面层和下面层的累积变形受温度影响较大。当路面温度达到沥青软化点以上时内部累积变形增加明显。在不同温度时，中面层的单位累积变形量最大，其次是上面层，最后是下面层。沥青路面内部层间累积变形对车辙贡献率随着温度的上升而增加，但有从中面层向下面层转移的趋向。

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