基于GTM的重载交通沥青混合料设计与施工技术研究

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　　摘    要：随着我国社会经济的不断发展和进步，我国的重载交通沥青混合料的设计与施工技术也取得了很大程度的发展。我国交通运输事业的发展非常快，但是在发展过程中也存在许多问题，比如高速公路的早期病害问题非常突出，车辙问题又是早期病害中的一个较为重要的问题。我国的超载问题还存在，想要根除这一现象还需要相当长的一段时间，在这种背景之下，研究重载交通沥青混合料的设计和施工技术就显得十分必要。本文就GTM的重载交通沥青混合料的设计和施工技术展开分析和探究，笔者结合多年的工作和实践经验提出一些看法和见解，希望能够为相关的工作人员和实践人员提供有益的参考和借鉴。
　　关键词： GTM; 重载交通; 沥青混合料;施工技术
　　1  前言
　　我国高速公路路面的早期病害问题是非常突出的，经济的发展，重载车的大量增加是产生车辙的最主要的原因。当下，我国在进行高速公路的沥青路面设计的时候，标准的压强为0.7MPa，设计轴载为十吨。但是我国有许多车辆超载的现象，因此许多车辆对路面的压强都在1.2MPa到1.4MPa之间，对路面产生了非常不利的影响，极大的缩短了路面的使用寿命。当下，在进行沥青的混合料设计的时候，GTM设计是其中重要的试验方法。GTM指的是旋转压实剪切实验机，主要用来进行柔性路面材料的配合比的设备。GTM能够模拟汽车在路面上的运行情况，并且分析车辆对路面产生的影响，通过汽车轮胎的实际作用来设计沥青混凝土。本文就此展开分析和探究。
　　2  GTM设计方法的技术特点分析
　　GTM设计方法的出发点是路用性能，其结构参数是沥青混合料的路用性能---混合料的结构特点---混合料的力学参数---混合料的结构参数。为了能够让成型的试件更加符合实际道路的材料特性，相关的工作人员需要使沥青混合料的组成设计和成型方式更加符合工程的实际情况。GTM的设计方法设计出来的沥青混合料的特点是密实度较高，并且空隙率较低，骨料的排列致密较为特殊等，因此沥青混合料的路用性能是比较强的。
　　3  GTM设计方法和马歇尔设计方法的沥青混合料的指标对比分析
　　3.1 原材料的选择
　　在原材料方面，应用的集料是玄武岩粗集料和石灰岩细集料，应用的沥青是盘锦AH-70，通过实验检测发现，应用的原材料都是符合试验的要求和标准的。
　　3.2   AC-I3I 不同设计方法所确定的油石比和体积指标对比分析
　　本文主要比较的是马歇尔七十五次、马歇尔八十五次、马歇尔一百次和GTM0.7MPa、GTM0.9MPa的饱和度（g每立方厘米）以及表干法的密度（%）。马歇尔七十五次的饱和度是15.3，八十五次的饱和度为10.45，一百次的饱和度为26.5。而相同条件下GTM0.7MPa、GTM0.9MPa的饱和度分别为12.9和12.4。马歇尔七十五次的表干法的密度是2.517g/cm3，八十五次为2.546cm3，一百次为2.415g/cm3。GTM0.7MPa的表干法密度为2.567g每立方厘米，GTM0.9MPa的表干法密度为2.584g/cm3。
　　通过对面数据的分析，我们可以得出以下几个结论：第一是随着设计压强的不断增大，GTM设计的密度会升高，最佳石油比则会降低;第二是应用GTM设计的最佳石油比相对应的孔隙率在百分之二到百分之三之间;第三是利用GTM设计方法的混合料的稳定性比应用马歇尔设计方法的要大【2】。
　　3.3  疲劳试验对比分析结果
　　我们在进行疲劳实验的时候，应用的方法是对比分析法，通过分析0.2，0.3，0.4的疲劳程度的相关系数及方程参数来得出相应结果。GTM0.7MPa的K=752.43，n=3.1956，GTM0.9MPa的R=0.9979，马歇尔这一设计方法的K=599.69，n=3.8177。
　　通过对上表的分析我们不难发现，在应用这两种设计方法的时候，随着应力水平的提高，其沥青混合料的疲劳次数是呈现降低的趋势的。在混合料疲劳方程中，坡度系数n 的值越小，疲劳寿命的衰减速度就越慢。在疲劳方程中，坡度系数n的值表现如下：马歇尔法大于GTM0.7MPa大于GTM0.9MPa;参数K的值表现如下：GTM0.9MPa大于GTM0.9MPa大于马歇尔法。
　　4  性能指标分析
　　4.1  评价标准和评价方法
　　推荐应用GTM法设计的沥青混合料路用性能评价的标准和评价的方法。
　　4.2  质量评定标准和方法
　　推荐相关的工作人员应用GTM法设计的沥青混合料质量的评定标准和评定方法。
　　4.3  设计方法
　　本文主要提出的是在GTM基础之上的重载交通沥青混合料的设计方法，和马歇尔设计方法相比，具有很大的优越性。
　　5  技术上的创新分析
　　在本项目中，为了能够更加科学、合理的对GTM设计进行分析，应用了一系列技术和理论，比如离散元理论和CT技术，并且在进行沥青混合料配比的时候采用的是GTM旋转压实剪切试验机。相关人员在确定实验检测的参数的时候，对比分析了馬歇尔法设计和GTM设计的沥青混合料路用性能，通过观察其一段时间的路用性能和试验路的铺筑，分析了其在质量的检测方面的创新点、沥青混合料的施工方法和施工工艺。尽管GTM的油量较低，但是在耐疲劳性方面，只要增加沥青混合料的密实度，其疲劳性还是较强的。
　　为了更好地与本地的实际情况相结合，相关的管理人员和设计人员充分研究了国内外的应用情况和相关的研究结果，结合本地的实际情况做出了改进和创新，在GTM沥青混合料的设计方面取得了很大的成就。就施工标准、施工方法以及工程验收的标准等方面而言，应用这一方法能够较为彻底的解决当地在高温、重载的条件下所产生的泛油、车辙等病害，为提高我国的沥青路面的质量做出了巨大的贡献。GTM这种设计方法会较为综合的考虑抗剪的强度和应变能力，因此能够在一定程度上消除产生车辙的因素，设计的沥青混凝土的抗高温性能也比较强，因此是进行重载交通沥青路面设计的好方法。
　　6  结语
　　通过上述的介绍和阐释我们可以发现，尽管我国的在GTM重载交通沥青混合料设计和施工技术的研究方面已经取得了很大程度的进展，但是就我国现阶段的发展情况而言，仍旧存在一些问题。通过本文的分析我们可以得出以下几个结论：第一是GTM所设计的沥青混合料能够达到最终的密度，混合料的空隙率和路面的空隙率是非常接近的;第二是和马歇尔方法相比，GTM设计的沥青混合料的抗水性能和高温性能都比较强;第三是GTM所设计的沥青混凝土的抗疲劳性能也比较强，随着路面荷载的增加，其抗疲劳性能也就越强。在今后的研究和发展中，相关的工作人员还需加强探索和研究，研究性能更强的沥青混凝土的设计方法，提高施工技术，为我国的经济发展做出贡献。
　　参考文献：
　　[1] 方杨.基于GTM的重载交通沥青混合料设计与施工技术研究[J].广东公路交通，2014（4）：107～108.
　　[2] 刘吉川.GTM方法设计重载交通沥青混合料配合比的研究[J].交通运输研究，2008（2）：178～180.
　　[3] 岳建东.AC-13（C型）沥青混凝土GTM配合比设计方案的研究与应用[J].交通世界建养， 2006（6）：79～82.
　　[4] 赵可，范跃武.采用GTM进行抗滑型沥青混合料配合比优化设计的研究及应用[C]//全国路面材料及新技术研讨会，2005.
　　[5] 张周平，宋继增，李聚立.以GTM为成型方式的AC-16型沥青混合料级配优化[J].石油沥青，2007（2）：41～47.
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