瀝青路面彎沉溫度修正方法探討

(長沙市城市建設(shè)科學(xué)研究院 湖南 長沙 410011)

瀝青路面彎沉溫度修正方法探討

楊深海陳卓蔣焜

(長沙市城市建設(shè)科學(xué)研究院湖南長沙410011)

瀝青混合料的強(qiáng)度受溫度的影響很大，當(dāng)溫度高于脆點(diǎn)溫度時，瀝青混合料的強(qiáng)度隨著溫度的下降而急劇增大，因此，瀝青路面彎沉值必須根據(jù)研究及應(yīng)用的需要進(jìn)行溫度修正。JTG E60-2008 公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程規(guī)定：瀝青路面的彎沉檢測以瀝青面層平均溫度20℃時為準(zhǔn)，當(dāng)路面平均溫度在20℃±2℃以內(nèi)可不修正，在其他溫度測試時，對瀝青層厚度大于5cm的瀝青路面，彎沉值應(yīng)予溫度修正?，F(xiàn)行公路規(guī)范規(guī)定的溫度修正方法有JTG E60-2008法和JTG D50-2006法兩種，在實(shí)際試驗(yàn)檢測工作中發(fā)現(xiàn)，在相同檢測條件下，兩種溫度修正方法計(jì)算方法和過程迥異，結(jié)果差異較大。

瀝青；路面；溫度

一、現(xiàn)行瀝青路面彎沉溫度修正方法

JTG E60-2008條文說明闡明：瀝青路面回彈彎沉的溫度修正，各國都有不少研究。由于我國在這方面研究工作甚少，缺乏足夠的數(shù)據(jù)，仍然采用了美國AASHTO路面設(shè)計(jì)指南1993年版的方法。另外，溫度修正也可參考現(xiàn)行《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D50)的公式執(zhí)行。JTG D50-2006則規(guī)定：溫度修正方法，可按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》中的規(guī)定進(jìn)行或根據(jù)條文說明或當(dāng)?shù)氐膶?shí)測資料進(jìn)行修正。

二、現(xiàn)行瀝青路面彎沉溫度修正方法對比

(一)路表溫度的確定

AASHTO路面設(shè)計(jì)指南1993版瀝青層平均溫度(T)由測定時路表溫度與測定前5d日平均氣溫的平均之和查圖得到，JTG D50-2006則由測定時路表溫度與前5h平均氣溫之和根據(jù)公式計(jì)算求得。為比較T≥20℃和T≤20℃兩種情況，我們假設(shè)測試時間為2011年9月28日上午9點(diǎn)和2011年12月1日上午9點(diǎn)，分別用AASHTO法、JTG D50法計(jì)算測定時的瀝青層平均溫度。由于沒有實(shí)測路表溫度數(shù)據(jù)，采用長安大學(xué)公路學(xué)院的氣溫與地表溫度經(jīng)驗(yàn)公式(見式1)研究成果，依據(jù)國際氣象臺網(wǎng)實(shí)時氣象數(shù)據(jù)計(jì)算取得路表溫度。

Tr=1.5837Ta-1.2470 (式1)

Tr——路表溫度

Ta——?dú)鉁?/p>

(二)瀝青路面彎沉溫度修正系數(shù)計(jì)算

JTG D50-2006法計(jì)算簡便，在此不再贅述，AASHTO查圖法在實(shí)際操作中非常不便且人為因素干擾較大，為減少誤差，采用廣東交通集團(tuán)檢測中心靳杰歸納的回歸公式(見式2至式12)研究成果計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見表1、表2。

瀝青層平均溫度回歸公式：

測定時瀝青層平均溫度t=(t25+tm+te)/3(式2)

t——測定時瀝青層平均溫度

t25——路表下25mm處的溫度

tm——瀝青層中間深度的溫度

te——瀝青層底面處的溫度

相應(yīng)深度處瀝青層溫度ti=bt0+a(式3)

ti——相應(yīng)深度處瀝青層溫度

t0——測定時路表溫度與測定前5d日平均氣溫的平均值之和

b——斜率

a——截距

t0<23.9℃時

b=-0.0783×Ln(h)+0.8927 (式4)

a=1.8699×Ln(h)-16.159(式5)

t0>23.9℃時

b= -0.0695×Ln(h)+0.8186(式6)

a= 1.708×Ln(h)-14.604(式7)

適用于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定的半剛性基層的瀝青路面彎沉溫度修正系數(shù)回歸公式：

K=bk×t+ak(式8)

t0<19.3℃時

bk= -4×10-6×H2-0.0001×H-0.0049(式9)

ak= 7×10-5×H2+0.0024×H+1.1021(式10)

t0>19.3℃時

bk= -0.0084×Ln(H)+0.0075(式11)

ak= 0.1627×Ln(H)+0.8621(式12)

表1 AASHTO路面設(shè)計(jì)指南1993版法(JTG E60-2008)

表2 JTG D50-2006公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算數(shù)據(jù)

三、瀝青路面彎沉溫度修正系數(shù)計(jì)算對比分析

由表2、表3可見，在相同的測試條件下，兩種方法計(jì)算的瀝青層平均溫度、溫度修正系數(shù)數(shù)據(jù)差距較大。

AASHTO法規(guī)定當(dāng)路面平均溫度在20℃±2℃以內(nèi)可不修正，而JTG D50法則規(guī)定當(dāng)路面溫度在20℃±2℃范圍內(nèi)時，不進(jìn)行溫度修正。用試算法反算分析，兩種不需進(jìn)行溫度修正的情況下氣溫條件、路表溫度差異較大，在實(shí)際應(yīng)用中必將引起爭議。

從計(jì)算過程分析，AASHTO法有前五日的平均氣溫、檢測當(dāng)日的路表溫度、瀝青層厚度、基層類型四個參數(shù)，JTG D50法則考慮了前5h平均氣溫、檢測當(dāng)日的路表溫度、瀝青層厚度三個參數(shù)。從溫度修正系數(shù)隨氣溫條件、路表溫度數(shù)據(jù)變化來分析，AASHTO法明顯較JTG D50法要求嚴(yán)格。

原因?yàn)锳ASHTO查圖法操作不便，人為誤差大，不如JTG D50-2006法簡便，致檢測人員偏向于采用JTG D50-2006法，廣東交通集團(tuán)檢測中心靳杰歸納的回歸公式雖較JTG D50-2006法略顯繁復(fù)，但較人工查圖精度高，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，可快速、準(zhǔn)確的完成數(shù)據(jù)處理。

四、結(jié)束語

AASHTO法經(jīng)改進(jìn)后，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，同樣可以簡便，快速、準(zhǔn)確的完成數(shù)據(jù)處理。從相同檢測條件下的溫度修正系數(shù)數(shù)據(jù)分析，AASHTO法較JTG D50-2006法要求嚴(yán)格，從試驗(yàn)檢測工作原則出發(fā)，建議采用AASHTO路面設(shè)計(jì)指南1993版法(JTG E60-2008)計(jì)算瀝青路面彎沉的修正系數(shù)。

[1]瀝青路面回彈彎沉溫度修正方法改進(jìn)探討 靳杰.廣東公路交通,2009(3):15-19

[2]JTG E60—2008公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程[S].北京:人民交通出版社,2008.

楊深海(1974-)，男，本科，中級工程師，主要從事市政公用工程研究與質(zhì)量檢測。

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