专利名称：沥青路面中混合料抗车辙性能的测试方法
技术领域：
本发明属于浙青路面路用性能测试和评价的应用技术领域，具体涉及一种浙青路 面中混合料抗车辙性能的测试方法。
背景技术：
车辙是浙青路面主要病害之一，它影响路面的平整度，降低路面的使用品质，如果 车辙累积过快，则直接影响路面的使用寿命。为了延长浙青路面的使用寿命，提高路面使用 品质，对已建成的浙青路面的抗车辙能力进行合理的评价预估，并采用相应的技术措施进 行必要的处置是道路工作者通常采取的技术手段。它一方面可以通过分析获得浙青路面车 辙的发展规律，另一方面也可以为道路养护管理部门提供决策依据。基于此，对路面结构内 的浙青混合料抗车辙能力进行室内试验评价已经成为衡量路面性能的重要内容之一。对于浙青路面的抗车辙性能的评价和测试，一股采用两种方法，第一对室内的新 拌浙青混合料进行老化处理以模拟路面实际条件下材料的老化过程，并进行重复荷载下的 永久变形试验，以此反映浙青路面抗车辙性能的好坏；第二，在已经建成通车的浙青路面实 体结构上获得浙青混合料试样，运用室内试验，评价浙青路面的抗车辙性能。其中，第二种 方法由于试样直接从路面结构中获取，其试验结果的针对性更强，也是道路工作者在路面 抗车辙性能评价时普遍采用的研究方法。目前，直接从路面结构中获取浙青混合料试验进行室内车辙试验的评价方法，具 体操作过程为首先对路面结构内浙青混合料取样，样品一股为较大尺寸的方形试板；然 后，把路面取得的方形试板，搬运至实验室内，经切割后得到浙青混合料小梁试件；最后，对 小梁试验进行车辙试验，获得浙青混合料的动稳定度，进行抗车辙性能的评价。但是，随着 人们研究的不断深入，上述传统测试方法的弊端也逐渐显现，主要表现在较大尺寸的浙青 混合料试板一股都是在气温较低的条件下，运用包括铲车等道路施工的大型机械获得，试 板内混合料结构在获取和运输的过程中一股都受到不同程度的挠动，使得在试板内切割得 到小梁试件的抗车辙性能不能真实的反映浙青路面真实的路用性能。因此，如何最大限度 的保持试板或者芯样的完整性，使得测试的试件尽可能保留浙青路面原有混合料的结构特 征，真实的反映浙青路面材料的抗车辙性能是道路工作者亟待解决的技术问题之一。
发明内容
技术问题本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种浙青路面中混合料 抗车辙性能的测试方法。技术方案本发明所述的浙青路面中混合料抗车辙性能的测试方法是对浙青路面 结构钻取圆柱体芯样，并对圆柱体芯样进行室内拼接，采用汉堡车辙试验仪进行拼接试件 的抗车辙性能评价。该测试方法包括如下步骤1)采用钻孔取芯机在路面结构上相邻位置钻取直径为20cm、高度为12cm的两个浙青混合料圆柱体试件；2)对每个圆柱体试件的进行两次切割操作，分别是在高度方向上把试件切割成 高度为IOcm的圆柱体试件，保证试件的顶面与底面平整；在直径方向上，切除高度为5. 5cm 的球冠部分；3)把切割得到的试件剩余部分晾干后，在方形截面上均勻的涂抹石膏，并把两试 件相互粘贴拼接，得到长度为^cm、厚度为IOcm的拼接试件；4)把拼接后的试件放入汉堡车辙仪内保温4h以上，并设置荷载大小，进行汉堡车 辙试验，获得试件车辙深度与荷载作用次数关系的蠕变曲线，并分别对永久变形量％与荷 载作用次数N的幂函数模型ε p = aNb和史蒂芬普斯模型ε p = Dc^D1N-D2e.λΝ内的计算参 数Ibdc^D1, D2和λ进行拟合，由b和D1S量描述路面的抗车辙性能。其中，a、b是依赖 材料与试验条件的参数，a表示荷载作用一次时的混合料永久变形，b为双对数坐标下混合 料的永久应变率，D0是混合料蠕变曲线直线段在纵轴上的截距，反映了初始变形，D1为混合 料蠕变曲线直线段的斜率，D2为蠕变曲线的起点与直线段起点在水平方向的距离，λ是蠕 变曲线初始阶段的累计永久应变率。有益效果本发明是一种浙青路面中混合料抗车辙性能的测试方法，也是进行路 面车辙病害处理决策的依据，发明在以下几方面具有明显的优势。(1)本发明所测试的浙青混合料试样，可以通过常规的钻孔取芯机在路面结构上 直接钻取，操作极为方便，不需要大型的机械设备；(2)由于钻取圆柱体试件方便，避免了在路面结构上切割试板时试样出现损伤和 破损的情况，使得试样尽可能的保持了原有路面混合料的结构，试验结果也更能准确的反 映浙青路面的抗车辙性能；(3)本发明获得的车辙深度与轮载作用次数的关系曲线不但可以定性的对浙青路 面抗车辙能力进行评价，还可以通浙青混合料蠕变模型参数的回归对浙青路面的抗车辙性 能进行定量的分析。
图1为20cm拼接芯样汉堡车辙试验曲线。图2为幂函数模型b与车辙深度之间的关系。图3为史蒂芬普斯模型参数D1与车辙深度之间的关系。图4为汉堡车辙的试件拼接示意图，其中有1-浙青圆柱体芯样；2-石膏。
具体实施例方式本发明所述的浙青路面中混合料抗车辙性能的测试方法，具体包括如下步骤(1)浙青路面结构内混合料芯样的获取考虑到获得浙青混合料方形大板不具有很强的操作性，而圆柱体试件可以通过通 常用的钻孔取芯机方便的获得。因此，本发明采用钻孔取芯机在浙青路面结构现场直接钻 取直径为20cm、高度为12cm的圆柱体试件。另外，为了保证试验结果的准确性和典型性，两 个相互拼接的试样应具有相近的级配和油石比，因此与第一个试件拼接的第二个试件，应 当在第一个取样位置附近钻取。
(2)混合料芯样的切割与拼接由于一个圆柱体试件的尺寸，不足以进行车辙试验，需要通过两个试件的拼接才 能实现，另外，考虑到汉堡车辙仪允许的试件最大厚度不能超过10cm。因此，需要对室外获 得的每个试样分别进行两次切割，这两次切割为①把圆柱体试件切割成IOcm的高度；② 在圆柱体的直径方向上，切除高度为5. 5cm的冠形部分，试件剩余部分在直径方向上的高 度为14. 5cm。把剩余试件通过石膏进行拼接，获得总长度为^cm的拼接试件，并用石膏把 拼接试件固定在汉堡车辙仪试验用的钢板上。(3)汉堡车辙试验与试验结果处理设置汉堡车辙仪的试验温度条件，在试验前先将^cm的拼接试件放入汉堡车辙 仪内保温4h ；然后根据研究问题的具体特点，设置相应的荷载，进行汉堡车辙试验，获得不 同荷载作用次数的车辙深度，并绘制车辙发展深度与荷载作用次数的曲线。车辙深度与轮载作用次数的关系曲线可以直观上反映出浙青路面抗车辙性能的 好坏，以及对多条浙青路面或者一条浙青路面的不同路段的抗车辙性能进行优劣排序。而 且还可以采用不同的模型，根据车辙永久变形量ε ρ与荷载作用次数N的关系，拟合得到幂 函数模型ε p = aNb和史蒂芬普斯模型ε p = Do+D^-D^-^内的参数a，b，D0, D1, D2和λ， 并可采用b和D1定量评价浙青路面的抗车辙性能，IKD1越大，抗车辙性能越好。其中，a、b 是依赖材料与试验条件的参数，a表示荷载作用一次时的混合料永久变形，b为双对数坐标 下永久应变率，D0是混合料蠕变曲线直线段在纵轴上的截距，反映了初始变形，D1为混合料 蠕变曲线直线段的斜率，D2为蠕变曲线的起点与直线段起点在水平方向的距离，λ是蠕变 曲线初始阶段的累计永久应变率。下面结合附图，以某条高速公路浙青路面为实施例，对本发明技术方案进行详细 说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。实施例浙青路面中混合料抗车辙性能的测试方法，包括如下步骤(1)浙青混合料圆柱体试件的钻取和切割为了评价某条高速公路浙青路面的抗车辙能力，在路面不同位置处钻取直径为 20cm的两个圆柱体试件，为了保证试验结果的稳定性，用于拼接的两个圆柱体试件钻取的 位置应该相邻。并把圆柱体试件的高度切割成10cm，圆柱体试件在直径方向上切除高度为 5. 5cm的球冠部分，把剩余部分通过石膏紧密粘粘，得到长度为四側、高度为IOcm的拼接试 件。(2)试件的测试用石膏同时把拼接试件固定在底部钢板上，试验时连同底板一起放入汉堡车辙 仪，试验条件取为温度60°C，在试验前先将20cm拼接试件放入汉堡车辙仪内保温4h，然后 再加荷，轮载为700N，试验轮行走距离为230mm。试验结果如图1所示。其中，6_3_肩-1、 4H表示代表车辙深度为< 7mm，取芯位置为路肩，是由编号为1、4两个芯样拼接而成的。 其余类似，9代表车辙深度为9mm 11mm，13代表车辙深度为13mm 15mm。(3)试验结果的处理分析对上述车辙深度曲线，分别采用SPSS数据统计软件对幂函数模型和St印hen Price模型内的参数进行拟合，结果分别如表1和表2所示。表120cm拼接试件汉堡车辙试验拟合参数(幂函数模型)
权利要求
1. 一种浙青路面中混合料抗车辙性能的测试方法，其特征在于该测试方法包括如下 步骤1)采用钻孔取芯机在路面结构上相邻位置钻取直径为20cm、高度为12cm的两个浙青 混合料圆柱体试件；2)对每个圆柱体试件的进行两次切割操作，分别是在高度方向上把试件切割成高度 为IOcm的圆柱体试件，保证试件的顶面与底面平整；在直径方向上，切除高度为5. 5cm的球 冠部分；3)把切割得到的试件剩余部分晾干后，在方形截面上均勻的涂抹石膏，并把两试件相 互粘贴拼接，得到长度为^cm、厚度为IOcm的拼接试件；4)把拼接后的试件放入汉堡车辙仪内保温4h以上，并设置荷载大小，进行汉堡 车辙试验，获得试件车辙深度与荷载作用次数关系的蠕变曲线，并分别对永久变形量与荷载作用次数N的幂函数模型=^和史蒂芬普斯模型S = A+AiV-A^内的计算参数HA1^1W2和Λ进行拟合，由力和仏定量描述路面的抗车辙性能。其中，ai 是依赖材料与试验条件的参数，a表示荷载作用一次时的混合料永久变形，力为双对数坐标 下混合料的永久应变率，D0是混合料蠕变曲线直线段在纵轴上的截距，反映了初始变形，D1 为混合料蠕变曲线直线段的斜率，D2为蠕变曲线的起点与直线段起点在水平方向的距离， λ是蠕变曲线初始阶段的累计永久应变率。
全文摘要
本发明公开一种沥青路面中混合料抗车辙性能的测试方法，该方法以路面钻取的两个圆柱体试件为基础，通过切割、粘粘等措施对圆柱体试件进行拼接，并对拼接后试件进行汉堡车辙试验，根据车辙深度与荷载作用次数的关系曲线，评价沥青路面的抗车辙性能。本发明克服了在沥青路面现场挖取车辙板方法的缺陷，便于操作，可以准确的评价车辆荷载下沥青路面抗车辙性能，预测路面车辙发展的规律，对降低路面检测费用和维修成本具有重要的现实意义。
文档编号G01N1/08GK102135481SQ201110003759
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月10日 优先权日2011年1月10日
发明者廖公云, 陈俊, 黄晓明 申请人:东南大学