摘要：本文對(duì)某條高速公路微表處與原路面層間的粘結(jié)性能進(jìn)行了檢測(cè)，分析了拉拔力與地表溫度和鋪筑時(shí)間的關(guān)系，提出了基于地表溫度與鋪筑時(shí)間的拉拔力預(yù)估方程，并對(duì)不同預(yù)估方程的合理性進(jìn)行了分析。

　　關(guān)鍵詞：微表處　粘結(jié)性能　拉拔力　曲線擬合

　　1　工程概況
　　山西省某高速1999年建成通車，由于交通量不斷增大及渠化交通的影響，路面經(jīng)過(guò)8年使用，在行車負(fù)載反復(fù)作用下，主車道由于永久變形的積累而導(dǎo)致路表面出現(xiàn)車轍病害，最深處為10mm，車轍平均深度約為4.5mm。瀝青上面層表面有輕微脫粒，局部路段有橫斷開裂、唧漿、推移等病害。為此在k530+500~k533+020段進(jìn)行了微表處處理，并作為試驗(yàn)路段。

　　2　處置方案
　　該條路上面層為SMA-16，通過(guò)對(duì)全段路面調(diào)查與檢測(cè)，采用MS-3型微表處，平均厚度為1cm。采用SBS改性乳化瀝青，0-3mm、3~5mm、5~10mm石屑（輝長(zhǎng)巖），其中改性乳化瀝青試驗(yàn)結(jié)果見表2。

　　選擇6.0%、7.0%、8.0%、9.0%、10.0%五種油石比，對(duì)MS-3分別進(jìn)行濕輪磨耗試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪制曲線，兩曲線交點(diǎn)即為改性乳化瀝青用量。MS-3為7.5%。改性乳化瀝青的固體含量為62.6%，所以最佳改性瀝青用量為4.70%。通過(guò)稠度試驗(yàn)可以檢測(cè)施工的和易性，確定為表處混合料的最佳用水量為5%。

　　3　粘結(jié)性能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析
　　本試驗(yàn)采用拉拔法進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)粘結(jié)性能的檢測(cè)，粘結(jié)面為直徑10cm的圓形鋼制壓頭。

　　每點(diǎn)進(jìn)行2~4組平行試驗(yàn)。共采集38個(gè)數(shù)據(jù)，平均拉拔力為1.19kN，標(biāo)準(zhǔn)差為0.59kN；其中有效數(shù)據(jù)29個(gè)，平均拉拔力為1.08 kN，標(biāo)準(zhǔn)差為0.56kN。

　　由于微表處厚度比較小，高速公路上施工時(shí)表面污染不嚴(yán)重，在此不考慮厚度和表面潔凈程度對(duì)拉拔力的影響，只考慮鋪筑時(shí)間和地表溫度影響。

　　可以看出，微表處與原路面的粘結(jié)性能與溫度成負(fù)相關(guān)性，與鋪筑時(shí)間成正相關(guān)性。一般規(guī)律為：溫度越高，拉拔力就越小，從室內(nèi)試驗(yàn)可以看出溫度和拉拔力關(guān)系成負(fù)對(duì)數(shù)的關(guān)系，如圖2所示。

　　鋪筑時(shí)間的影響與車輪的碾壓次數(shù)和材料本身的固化時(shí)間有關(guān)系，時(shí)間越長(zhǎng)，碾壓次數(shù)越多，拉拔力也越大。本次試驗(yàn)測(cè)試鋪筑時(shí)間最長(zhǎng)為38天，鋪筑時(shí)間與拉拔力的關(guān)系如圖3所示。

　　4　基于溫度和鋪筑時(shí)間的層間粘結(jié)性能預(yù)估

　　可以看出，拉拔力在低溫向高溫的變化過(guò)程中，變化率逐漸變小，在溫度上升的過(guò)程中，拉拔力減小，但是減幅也逐漸減小，低溫時(shí)拉拔力的溫度敏感性比較強(qiáng)，擬合函數(shù)圖像用公式（1）表示為：
Hw=-2.8Ln(t)+12 （1）
其中：Hw不同溫度下的拉拔力（kN）；
t溫度（℃）。

　　通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)值分析，發(fā)現(xiàn)拉拔力與鋪筑時(shí)間的關(guān)系為正對(duì)數(shù)與一次線性函數(shù)的組合關(guān)系，用公式表示為：
Hs=0.7ln(0.5n)-0.011(n+50)+1.0462 （2）
其中：Hs不同鋪筑時(shí)間下的拉拔力（kN）；
n 鋪筑的時(shí)間（天）。 [Page]

　　通過(guò)表4中影響因素的分析，確定兩種因素的權(quán)重比，鋪筑時(shí)間：溫度=24：76，同時(shí)還應(yīng)根據(jù)公式推導(dǎo)出的平均值與實(shí)測(cè)的平均值進(jìn)行對(duì)比，加上修正值k，最后確定兩種因素共同作用下的拉拔力模型一的公式：
H=0.76Hw+0.24Hs+k （3）
其中：為拉拔力（kN）；
Hw，Hs意義同上；
k修正值。 

　　把公式（1）和（2）代入（3）中，并計(jì)算修正值，最終得到滿足實(shí)際的溫度和鋪筑時(shí)間同拉拔力的關(guān)系模型一的公式（4）。 
H=-2.128ln(t)+0.168ln(n)-0.00264n+8.528 （4）

　　5　不同預(yù)估方程的比較分析

　　通過(guò)圖像組合的方法還可以建立類似的模型二和模型三，如式（5）和（6）。

H=79.011 +0.041 （5）

H=－ －1.35765ln(t)+6.164264 （6）

　　可以看出，不同的模擬模型可以得到不同的模擬結(jié)果，當(dāng)相關(guān)系數(shù)越接近1時(shí)，模擬效果越好，但是不能簡(jiǎn)單的通過(guò)相關(guān)性來(lái)判斷，還要根據(jù)全部的模擬數(shù)據(jù)來(lái)確定模型的優(yōu)劣，為此通過(guò)設(shè)定不同溫度和不同鋪筑時(shí)間下的拉拔力計(jì)算，進(jìn)行有效地分析后，確定更符合實(shí)際規(guī)律的預(yù)估模型。

　　通過(guò)對(duì)以上三個(gè)模型不同溫度和不同鋪筑時(shí)間下拉拔力的計(jì)算，可以看出，模型一擬合性最好，在低溫時(shí)沒有如模型二出現(xiàn)的偏高值（137.858kN），也沒有出現(xiàn)如模型三較大的負(fù)值（-57.762kN），只是在高溫短時(shí)間出現(xiàn)了一些很小的負(fù)值，由于拉拔力是不能出現(xiàn)負(fù)值的，需進(jìn)行局部改進(jìn)得到較好的模型。綜上所述，雖然模型一的相關(guān)性系數(shù)沒有模型二和模型三的大，但其整體性比后兩者要好，可采用模型一來(lái)進(jìn)行不同溫度和鋪筑時(shí)間下的拉拔應(yīng)力預(yù)測(cè)，同時(shí)可以為驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的制定提供一定的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)
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3. 徐劍、秦永春. 微表處混合料可拌和時(shí)間的影響因素[J]. 公路交通科技. 2002. 1:4-7   　 原作者： 山西省交通科學(xué)研究院　李志強(qiáng)　蘭建麗　杜素軍 
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