公路瀝青路面層間粘接結(jié)構(gòu)的性能分析

張小利

摘要：隨著現(xiàn)在科技的不斷發(fā)展，人們對于我們的生活質(zhì)量也有所提升，當然，好的交通才會有好的物質(zhì)來源，文章就公路瀝青路面層間粘接結(jié)構(gòu)的性能進行進一步的研究，首先，我們會在實驗室內(nèi)對模擬的公路瀝青路面層間粘接結(jié)構(gòu)的性能進行剪切和拉拔的實驗，并用剪切強度和拉伸強度來作為評價的指標，從而來分析這兩個因素對公路瀝青路面層間粘接性能的作用，就我們在實驗室所做的實驗，可得乳化瀝青是存在著最佳的用量，這就使得在一定的層面上就可以來降低其層面上的粘接性，并隨之可能發(fā)生的是隨著層閽污染物的的上升，層間的剪切強度也隨之減少，除此之外，這兩種性能會隨著溫度的升高，從而各自和溫度呈現(xiàn)線性關(guān)系，而且，層間的剪切強度和拉伸強度就有著較為好的相關(guān)性，下文就對此就分三個方面來進行闡述：實驗·剪切強度·拉伸強度。

關(guān)鍵詞：瀝青路面;層間粘接結(jié)構(gòu);剪切強度

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）12-0085-04

隨著現(xiàn)在的社會的不斷發(fā)展，汽車的數(shù)量也在隨之而升高，對于汽車而言，除了汽車本身要有好的配置之外，外界的影響對于汽車的壽命也有著至關(guān)重要的地位，像好的路面才會使得汽車行駛的更為順利，同時也使得汽車的壽命也有所延長。在行駛的過程中，路面會受到水平和豎直這兩個力，在人們進行剎車的過程中，路面與輪胎的水平力將會增大，同時他們之間的水平剪應力也增大，若用瀝青鋪的路面的剪切強度不夠，那么就會發(fā)生像車轍·擁包和推移等等一系列的現(xiàn)象。就我國近期的研究表明，大多數(shù)瀝青路面的破壞是由于粘接層的的質(zhì)量不好所導致，這也是由于人們對于如何更好的使用粘層油這一問題的重視度不夠的原因，只有更好的使用粘層油才會使得路面能夠長時間的連續(xù)工作，這樣路面也會具有較好的承載力和路用性能，對于粘接層質(zhì)量的會有很多的影響因素，下面我們就對此來進行進一步的研究，主要是分兩個大的實驗，再對此進行實驗結(jié)果的分析。

1 實驗

模型的結(jié)構(gòu)是AC-20瀝青層+粘層+AC-25瀝青層，具體的結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

1.1實驗的方法

本實驗是通過拉拔和斜面剪切實驗來進行評價瀝青層之間的粘接性能，在進行剪切實驗時，我們一般都是采用自己制作的剪切模具，并且剪切的面要和水平面之間的夾角為40°，當把實驗的器件放在剪切模具里時，馬上用萬能試驗機把這整個模具的速度加載在2ram/rain，并用電腦來記載其位移和荷載值，最后就可以得到剪應力的關(guān)系式：sin （40） XF/S，其中的S為剪切面的面積7.85x10，而我們制作的模具是采用環(huán)氧樹脂的材料來粘接實驗的器件，再把這個制作好的模具放在萬能實驗機上，使用20mm/min的速度拉拔。

1.2實驗中所考慮的因素

往往在實驗中我們所考慮的因素比較的多，下文我們就分三個方面來對實驗的影響進行闡述：

1.2.1溫度

為了測試其在不同溫度下的剪切和拉伸強度，我們分別在25℃、40℃、60℃的條件下進行剪切和拉拔實驗，從而來研究其對溫度的影響。

1.2.2粘層的污染

產(chǎn)生這種污染的主要原因是在我們進行噴灑粘層油再干燥后，再灑一層土的過程中外界會對此造成一些污染，所以我們就采用不同的污染物來進行實驗，在不同的實驗條件下來對其進行剪切和拉伸強度的檢驗，進而來分析污染物的用量對這兩個因素的影響程度。

1.2.3乳化瀝青

使用不同的乳化瀝青用量來檢驗剪切和拉伸強度，從而來分析其兩者對公路瀝青路面層間粘接結(jié)構(gòu)的影響。

2 剪切強度

根據(jù)近期相關(guān)的研究表明，乳化瀝青的用量會對瀝青路面層間的粘接結(jié)構(gòu)的剪切強度有所影響，當用量是比較的少時，就會使得其層間的粘接力不足，然而當使用較多時又會使得其導致富油層的現(xiàn)象發(fā)生，這樣就會導致車轍·擁包和推移的事故發(fā)生，這就是因為富油層使得其粘接性有所降低，下面的實驗是我們使用5種不同含量的乳化瀝青所做的實驗，溫度是在25℃下：

通過實驗我們就可以從表1和表2中得出隨著乳化瀝青的的用量的增加，層間的剪切強度是先增大再逐步的減少，并在0.74kg/m的時候取得最大值，這就說明了這是一個最優(yōu)的的用量點，而對乳化瀝青的用量為1.49kg/m的時候其層間的剪應力為0.820MPa，有時還會比這個要小一點，這也就說明了當乳化瀝青用到一定得時候，再增加其用量將不會對我們的粘接結(jié)構(gòu)有所作用，與其相反的是，這還會降低其層間的剪切強度，因此，對于乳化瀝青的用量就必須要有一個相應的限定的范圍，不然的話，這就會使我們的成本即使增加了，但剪切強度也不會達到我們所預期的效果。在研究污染物用量對我們的層間剪切強度的時候，首先第一步就是在抹完乳化瀝青并且又全破乳后再撒上合適的土，又采取適當?shù)拇胧﹣硎沟猛梁驼硨涌梢哉澈显谝黄穑瑥囊陨系?個圖表我們便可以知道，當用含有乳化瀝青的量為0.74kg/m的時候，隨著污染物的用量增加，其層間的剪切強度也會隨著的降低，當污染物的用量是400g/m的時候，其層間剪應力為0.905MPa，比初始的降低了12.9%的樣子，由此可得，污染會降低層間的粘接作用力，因此，在我們施工的時候，對于污染物這個我們就得引起重視，盡最大的可能去減少層間的污染。最后一個對層間的剪切強度的影響那便是溫度，對此，我們就做了三個溫度來驗證溫度如何影響層間的剪切強度，其溫度分別是25、40和60℃，所用的乳化瀝青的用量是0.74kg/m，其所得結(jié)果如圖3所示。

由表4我們就可以得到，當隨著溫度的升高其剪切強度也隨之降低，其中當溫度為40℃時的剪切強度是25℃的38%，而60℃卻是16%，由此可得，層間的剪切強度對于溫度是比較的敏感的，當在高溫天氣下時，其層間的剪切強度就會變?nèi)?，一旦有重的貨車行駛通過，瀝青路面就會有車轍、推移和擁包的現(xiàn)象發(fā)生，為了更為準確的描述這兩者之間的關(guān)系，我們就用其函數(shù)表達式來進行進一步的描述，其中令Y=lgr，x=T，建立Y=sx+k的相應的表達式，用matlab軟件來做相應的回歸分析，得到相應的圖像，如圖4所示。

由圖3我們就可以得出其剪切強度對數(shù)和溫度之間有著明顯的線性關(guān)系，Y=-0.021x+0.549，當其相關(guān)系數(shù)達到0.985的時候，其之間的相關(guān)性是比較的高。

3 拉伸強度

乳化瀝青的用量對于層間拉伸強度的影響主要是表現(xiàn)在車輛對于路面的豎向應力和水平剪力的合力，在層間有剪切破壞和張拉破壞兩種模式，在我們的拉拔實驗中粘層處于單向的受拉狀況，拉拔實驗不但可以測試出材料自身的粘接性能，同時也可以反映出其粘層的結(jié)合部的脫離能力，本實驗就是在相同的剪切強度下，并在25℃下進度相應的實驗，其實驗結(jié)果如表3所示。

3.1不同乳化瀝青用量下層間拉應力的影響

由表3和圖5可得，剪切強度和拉伸強度的變化趨勢有著極其相似的地方，隨著乳化瀝青的用量的增加，其層間的拉伸強度也會隨之先增加后減少，并在乳化瀝青的用量在0.74kg/m2的時候其拉應力就達到了最大值，這也和我們所預想的最佳用量所一致。

3.2污染物對層間的拉伸強度的影響

用和剪切實驗相同的污染物用量，并在25℃下進行相應的拉拔實驗，其實驗結(jié)果如表4所示。

從表4和圖6我們可以知道污染物的用量和層間剪應力的變化規(guī)律，隨著污染物的用量的增加，其層間的拉應力也就隨著減少，而當污染物的用量為400g/m的時候，其層間的剪應力為0.703MPa，和沒有污染物的下降了15.1%，由此可見，污染物對于層間的剪應力有一定得減弱的趨勢。

3.3溫度和層間的拉伸強度的關(guān)系

實驗中我們還是用和剪切實驗相同的三個溫度，其乳化瀝青的含量為0.74kg/m2，最后的實驗結(jié)果如下所示。

由圖7我們就可以得到拉伸強度隨溫度變化趨勢和剪切強度的變化趨勢差不多，隨著溫度的升高，相應的拉應力也隨之降低，當溫度在40℃時，其拉伸強度為25℃的28%，而當是60℃時，卻是其25℃的拉伸強度的12%，這就說明其拉伸強度對于高溫有著較強的敏感性，而和層間的剪切強度相比較時，在同溫度下，其拉伸強度比剪切強度要小，有可能是因為和層間的受力的模式不太同所致，兩者都考慮了自身的粘接性能，而剪切實驗還考慮了層和層之間的摩擦力的作用，因此其剪切強度的值要比一般的拉伸強度的值相對要大一點，為了更為精準的表明拉伸強度和文度之間的關(guān)系，我們就，令Y=lgtr，x=T，建立Y=mx+n的關(guān)系式，便可以得到其相應的方程式：Y=-0.0249x+0.559，從這個方程式中，我們可以知道其兩者存在著負相關(guān)的關(guān)系，其相關(guān)的系數(shù)為0.961，相關(guān)性也是相當?shù)母摺?/p>

4 剪切強度和拉伸強度的相關(guān)性

因為剪切試驗能較好地模擬實際中瀝青路面層間的破壞形式，因此在實驗室里對于研究瀝青路面時，都是檢驗其剪切強度的值來說明其粘接性能的優(yōu)劣，除此之外，拉拔試驗還具有操作方便、對于路面破壞的面積也小的各種優(yōu)點，而廣受人們的歡迎，剪切和拉拔兩種實驗都可以反映粘層之間的粘接性能，為了更好的說明兩者之間的相關(guān)性，我們可以用SPSS軟件來進行進一步的研究，由此得到了在不同的乳化瀝青用量下，剪切強度和拉伸強度之間存在Pearson的變化規(guī)律，且相關(guān)系數(shù)為0.975，而其雙側(cè)的顯著水平是0.005，由此便可以得出剪切強度和拉伸強度有著正相關(guān)的關(guān)系，所以當我們用較好的拉伸強度的材料時，其剪切強度也會比較的好。

5 結(jié)語

首先我們先確定乳化瀝青的最佳用量，估測一個適合的大概范圍，針對性的增加其層間的粘接性，后面再使用相同的最佳乳化瀝青的用量來研究不同的污染物對層間的粘接性能的影響，從我們的實驗中，我們可以得出，當污染物的用量增加時，其層間的剪切強度也在逐漸的減少，在我們的實際生活中大型卡車會對粘接油的污染時，其車輪也會帶走相應的粘層，所以要減少相應的粘層油的用量，兩者存在著負相關(guān)的關(guān)系，再者研究溫度對我們的層間的粘接性的影響，發(fā)現(xiàn)其也是和其存在負相關(guān)的聯(lián)系，結(jié)果我們都用相應的函數(shù)曲線來進行更為精準的描述，最后我們還對層間的剪切和拉伸強度做了一個關(guān)系曲線，發(fā)現(xiàn)其具有較好的相關(guān)性。

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