沥青道面材料抗拧搓破坏研究

1、陕西省交通科技项目立项申请书项目名称：沥青道面材料抗拧搓破坏研究申请单位：起止日期：通讯地址：电 话：邮政编码：申请日期:填报说明：一、本申请书由项目申请单位填写，要求实事求是，内容完整、 文字简明、扼要、表达明确，严谨。二、本申请书要求打印、经张规模用a4纸，标题用3号宋体 字，内容用4号宋体字。三、申请书一式2份，于当年2月底前报送厅科教处。陕西省交通科技项冃立项申请表项h名称沥青道面材料抗拧搓破坏研究项目总投资60力"元中请资助金额60万元巾请项目 负责人姓名姓另u年龄职务职称专业项目研究主要成员情况姓名姓别年龄技术职称专业在项口屮担任具体工作男教授道路工程负责项目总体规划与具

2、体研究负责研究项目的组织与实施教授道路工程负责项h总体规划与具体研究负责研究项目的组织与实施男2研究纶道路工程室内研究男2研究纶道路工程室内研究男2研究纶道路工程室内研究男研究生道路工程室内研究男2研究生道路工程室内研究男2研究生道路工程室内研究男2研究纶道路工程室内研究男2研究纶道路工程室内研究男研究纶道路工程室内研究男研究生道路工程室内研究男研究生道路工程室内研究、项目研究的目的、意义近年來通过对沥青道面使用状况的调查研究，发现一种被人们忽视 的病害，或者说是被误认为成了其它种类的病害，这种病害我们称之为 拧搓破坏。拧搓破坏表现为表面出现一定程度的麻面、小坑槽破坏，还 伴随一定程度压陷，严

3、重的时候内部结构也会发生扭动挤压变形。在路 面表层，破坏面多成圆形，能明显看见麻面与小坑槽，内部也会由扭压 的作用而发生集料的位移甚至破碎。这种拧搓破坏起初发现于机场跑道 上飞机掉头转弯的地方，飞机转向时有一个轮子会作为固定轮，飞机整 体围绕这个轮子转从而转向掉头，这时候固定轮就会像转头一样对跑道 造成破坏。另一个病害现象就是，有的道而在汽车刹车时会被搓起很多 混合料，汽车没办法正常停车，而这种路面的沥青混合料的各项指标都 是合格的，造成这种问题的真正原因就是拧搓破坏。还有在城市道路上, 汽车转向的集中位置也能发现拧搓破坏，如交叉口汽车停止线附近、停 车位出入口。在公路上，长大纵坡上也会出现拧

4、搓破坏，这是由于长大 纵坡上汽车频繁制动造成的。拧搓破坏表面会出现麻面、小坑槽和一定幅度的压陷，这方面从表 面看类似于水损害，被多数人误认为是水损害，其实拧搓破坏是不同于 水损害一种病害。水损害形成的主耍原因是水影响了道路材料的结合, 降低了沥青对集料的粘结力，长时间作用后出现分离剥落等病害。而拧 搓破坏的形成原因与水损害是完全不同的，拧搓破坏主要是由车轮的重 压与旋转同时作用而形成的破坏，由于车辆本身口重较大，车轮与路面 间的摩擦力也就很大，在车轮转向时，表面细集料会被磨掉，粗集料与 轮胎会发生挤压，轮胎表面产生变形包裹住粗集料暴露在外面的部分, 不轮转向时也可能被剥离掉，从而出现麻面与小坑

5、槽，其原因并不包含 水的影响，水的作用可能对拧搓破坏有一些影响，但是比重肯定不高。 如果把拧搓破坏当做水损害来治理或者预防，那样做肯定是徒劳无功 的，白白浪费人力物力。有的拧搓破坏外观上与车辙破坏相似，比如在机场跑道上飞机掉头 转向引发的破坏，这个破坏与车辙类似，有人把这个当做车辙来对待, 其实这种做法的错误的。这种拧搓破坏与车辙是不同的，其不同点在于 车辙断面呈v型或者w型，两侧多伴随有隆起，有较大的深度，而拧搓 破坏的断面成圆形。拧搓破坏与车辙的形成原因也不相同，车辙的主要 成因是车轮碾圧导致路面结构破坏和长期使用的磨损破坏，而拧搓破坏 的原因是路面在千轮的重压与旋转的同时作用下导致的结构

6、破坏与表 面磨损。经过我们的研究分析，发现了一些造成拧搓破坏的原因。首先是外 力的作用，也就是车轮的拧搓，由于车轮的长期反复拧搓作用，路面会 出现磨损以及结构内部的破坏。第二就是集料的原因，由于不同的岩石 拥有不同的结构、特性，也就在拧搓的作用下出现不同的破坏程度。例 如，花岗岩是典型的晶体结构，晶体颗粒之间的结合力不高，容易破碎, 这种结构在拧搓作用下很容易出现破坏，也就造成花岗岩在拧搓作用下 破坏严重；而玄武岩的结构稳定性比花岗岩高很多，因此玄武岩的抗拧 搓性能比花岗岩要高。第三方面的原因就是沥青混合料内部的结合力， 在拧搓作用下，车轮对集料的作用上，表面的摩擦力有拉拔作用，内部 有压挤的

7、作用，造成集料之间的相互位移，这是集料之间的结合力就起 主要作用，一方面是粘接力，另一方面是粗集料之间的嵌挤力。目前拧搓破坏已经较为常见了，但是人们对其没有正确的认识，更 谈不上重视，在治理与预防上也就没有针对性的手段方法。现在十分需 要对拧搓破坏进行系统的深入研究，搞清楚它形成的原因机理、破坏形 式，并找到解决、预防拧搓破坏的方法。本课题就是基于以上背景出发, 研发用于模拟拧搓破坏的仪器，通过大量室内试验，模拟、分析拧搓破 坏，对拧搓破坏进行系统的研究，找到拧搓破坏的成因、破坏机理，以 及影响拧搓破坏程度的主要次要因素，并制定对拧搓破坏的评判标准以 及预防、治理的方法。这对我国的沥青道而使用

8、有很重要的意义。二、主要研究内容和技术关键主要研究内容：1. 拧搓破坏类型及其成因研究1.1道面拧搓破坏现状调查。对道路拧搓破坏现状进行调查，全面收 集各种路面各种拧搓破坏的资料，采用拍照、摄像、红外扫描等技术 手段，釆集不同类型的信息，并进行分类保存。1.2资料整理分析。对收集来的拧搓破坏资料进行分类整理，全面统 计，总结岀所有的拧搓破坏类型及其特点、分布位置。1.3拧搓破坏成因研究。对收集來的资料进行深入的、系统的分析研 究，找出造成拧搓破坏的各方面原因。2. 拧搓破坏的力学特性研究2. 1拧搓破坏的力学分析。根据收集到的拧搓破坏资料，通过系统的 深入的分析其破坏类型，运用数学建模等手段，

9、构造出它的力学结构, 从而研究拧搓破坏的力学特性。2.2运用智能软件分析拧搓破坏。运用有限元之类的分析软件，模 拟分析多种类型的拧搓破坏，找出拧搓破坏的多方面力学数据，并与 我们理论上总结的力学特性进行相互验证。3. 拧搓破坏试验仪器的研发与实验方法制定3.1拧搓破坏试验仪器的工作原理设计。拧搓破坏试验仪器主要是通 过模拟轮胎在道面上转向的动作，对试件进行长时间拧搓作用，使试 件出现拧搓破坏，从而使我们可以通过对试件的破坏效果来研究拧搓 破坏。3.2拧搓破坏试验仪器的研发。依据拧搓破坏试验仪器的设计原理， 结合机械设备工作原理，设计出拧搓破坏实验仪器，并进行模拟试验, 对新仪器进行改进，制作出

10、合适的实验仪器。3.2拧搓破坏试验的重要参数的制定。用拧搓破坏试验仪器进行多次 模拟试验，选择制定影响试验分析的重要参数。3. 3拧搓破坏试验流程及试验标准的制定3. 4拧搓破坏试验结果分析方法的制定4. 拧搓破坏的破坏规律及其影响因素研究4. 1拧搓破坏的破坏规律研究。通过拧搓破坏试验仪器的模拟试验， 研究分析拧搓破坏的破坏规律，并与实际道路破坏的调查结果进行对 比分析研究，找出拧搓破坏的破坏规律。4.2拧搓破坏的影响因索研究4. 2.1沥青混合料对拧搓破坏的影响研究。通过拧搓破坏试验分析沥 青混合料的各方面对拧搓破坏的影响。女口：%1 沥青对拧搓破坏的影响研究。通过选用不同的沥青进行拧搓破

11、坏试验，如 基质沥青、改性沥青、乳化沥青，分析试验结果，找出不同种类沥青对对拧搓破坏 的影响。%1 岩石对拧搓破坏的影响研究。通过选用不同种类的岩石进行拧搓破坏试 验，如花岗岩、玄武岩、石灰岩，分析试验结果，找出不同种类岩石对拧搓彼坏的 影响。%1 级配对拧搓破坏的影响研究。通过选用不同级配的沥青混合料进行拧搓破 坏试验，如ac、sma、ogfc,分析试验结果，找出不同的级配对拧搓破坏的影响。4. 2. 2加载因素对拧搓破坏的影响研究。%1 作用力的大小对拧搓破坏的影响研究。%1 拧搓次数对拧搓破坏的影响研究。%1 温度对拧搓破坏的影响研究。5. 沥青混合料抗拧搓破坏配合比设计方法研究5.1沥

12、青混合料抗拧搓破坏配合比设计方法的使用范围研究。因为不 同路段的拧搓破坏类型的不同，破坏的严重程度不同，在应用是要有 针对性的抗拧搓破坏配合比设计方法，这也是这节的研究耍点。5.2沥青混合料抗拧搓破坏配合比设计方法的设计指标、标准的选 定。结合前面的实验研究成果，选定对拧搓破坏影响重要的指标作为 沥青混合料抗拧搓破坏配合比设计的关键指标，并制定相应的指标应 用标准。5.3沥青混合料抗拧搓破坏配合比设计方法的制定。结合不同的应 用路段，和前面选定的设计指标、标准，制定出合适的沥青混合料抗 拧搓破坏配合比设计方法。6. 铺筑试验路依据前面的研究成果，选取合适的路段铺筑试验路，然后进行现场 实车拧搓试验，对研究成果进行验证，确认沥青混合料抗拧搓破坏配 合比设计方法的抗拧搓破坏效果。技术关键：1）拧搓破坏的力学特性研究2）拧搓破坏试验仪器研发与实验方法确定3）沥青混合料拧搓破坏的影响研究4）加载条件对拧搓破坏的影响研究5）沥青混合料抗拧搓破坏配合比设计方法研究三、预期达到的目标、技术经济指标、成果提供形式预期达到的目标:技术经济指标：成果提交形式：i、准备工作情况、实现课题目标的主要措施及技术装备条件:准备工作情况：本课题组已t 2015年2月，开始进行资料调研、材料准备，并制定了试验研究大纲。主要措施：技术装备