基于Jamming转变理论的沥青路面车辙演化机制

沥青路面宏观车辙其实质是混合料细观结构演变的结果,为了深入理解路面车辙流变行为的发展过程,基于颗粒物质Jamming理论开展了沥青混合料车辙演化机制研究。采用图像处理技术构建了沥青混合料细观结构模型,基于时-温等效原理开展了车辙仿真测试,分析了车辙变形过程中混合料宏细观结构的变化特征,探究了沥青路面Unjamming转变行为的影响规律与车辙演化机制。结果表明:Jamming理论可以很好地解释沥青路面的车辙演变全过程,车辙深度与沥青混合料颗粒的堵塞程度密切相关;随着加载时间和作用荷载的增加,混合料Jamming堵塞程度增大,车辙深度和面积分数也逐渐增加,并最终趋于稳定,颗粒体系Jammed态的转变受到了沥青砂浆和集料骨架共同作用的影响;随着测试温度升高,试件内部颗粒位移和位移差增大,混合料Jamming堵塞程度降低。沥青路面颗粒体系由稳定的Jammed态转变为不稳定的Unjammed态,是诱导路面车辙和泛油病害发生的内因,研究结果实现了Jamming理论在非晶体系中的应用,为深入理解沥青混合料的车辙演变行为提供了一种新的研究思路。

柔性基层沥青路面车辙演化规律研究

采用足尺加速加载试验方法,对比分析了6种柔性基层路面结构的车辙演化规律。结果表明,柔性基层结构均表现为整体凹陷变形,最大变形量与加载次数之间呈幂函数关系;沥青面层越薄,早期车辙增长越快,越早达到车辙破坏,而沥青面层越厚,基层底基层竖向应力越小,基层变形量减少,总车辙越小、增长越缓。对于柔性基层,抗车辙能力排序:沥青稳定碎石+未筛分碎石>未筛分碎石≥掺碎石红土粒料>水稳红土粒料;加载后期,掺碎石红土粒料和水稳红土粒料的车辙变形主要体现在车辙深度增加,而其他结构车辙变形向水平两侧扩展。