定量分析耐久性瀝青路面相關(guān)因素的影響

（招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司道路與巖土分院 重慶 400000）

定量分析耐久性瀝青路面相關(guān)因素的影響

羅建群

（招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司道路與巖土分院 重慶 400000）

我國高速公路交通量的劇增，加快了瀝青路面使用壽命縮短的速率。在耐久性瀝青路面影響因素的研究前提下，為了定量分析其相關(guān)因素對瀝青路面的綜合影響，采用Logistic回歸分析方法，構(gòu)建回歸模型，挖掘出耐久性瀝青路面的敏感因素?；貧w結(jié)果表明：模型擬合效果較好；瀝青質(zhì)量、礦料質(zhì)量、混合料配合比、施工質(zhì)量、水損害、疲勞破損是耐久性瀝青路面的主要影響因素。

瀝青路面；耐久性；回歸分析；施工質(zhì)量

0 引言

隨著我國高速公路的快速發(fā)展，瀝青路面很快地取代了水泥混凝土路面的位置。前學(xué)者[1-3]分析了瀝青路面的影響因素，但僅僅是在定性的層面上，沒有精確地、定量地分析各相關(guān)因素對瀝青路面耐久性的影響。本文從各相關(guān)因素出發(fā)，結(jié)合試驗數(shù)據(jù)結(jié)果，采用回歸分析方法[4]，建立回歸模型，對瀝青路面耐久性影響做出解釋。

1 耐久性瀝青路面的影響因素

1.1影響耐久性瀝青路面的內(nèi)部因素

1.1.1 瀝青質(zhì)量

瀝青是一些化學(xué)較為復(fù)雜的烴類物質(zhì)或非金屬元素的衍生物組成。瀝青質(zhì)量直接決定了瀝青路面材料的各個物理性質(zhì)，從而影響瀝青路面的使用性能。從路面破損結(jié)構(gòu)層可以看出，通常是因為瀝青材料已不滿足劇增的交通量的需求，從而導(dǎo)致了路面結(jié)構(gòu)層的破壞。

1.1.2 礦料質(zhì)量

礦料質(zhì)量可直接影響其瀝青混合料的結(jié)構(gòu)特性，從而影響瀝青路面結(jié)構(gòu)的強度，是導(dǎo)致瀝青路面結(jié)構(gòu)發(fā)生早期破壞的主要因素。礦料篩分要達(dá)到級配要求，避免礦料過于太細(xì)。因為不太干燥的礦料較細(xì)的話，不易通過篩孔，篩分結(jié)果偏粗，導(dǎo)致配合比試驗中礦粉較多。

1.1.3 混合料配合比

混合料要按照規(guī)范要求來進行配合比設(shè)計，考慮到路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性（包括低溫抗裂性和高溫穩(wěn)定性）和耐久性（包括老化性和抗水剝離性）。通常是進行馬歇爾試驗來檢測，確定礦料級配和瀝青用量，確?；旌狭系奈锢硇再|(zhì)達(dá)到路面要求。

1.1.4 施工質(zhì)量

對瀝青混合料配合比的控制，施工前需對其進行相關(guān)檢驗，施工過程中確保各道工序的順利進行，嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求進行施工。

1.2影響耐久性瀝青路面的外部因素

1.2.1 溫度

瀝青路面處于不同溫度的條件下，其產(chǎn)生的應(yīng)變能力有所不同。這是因為，溫度發(fā)生變化的過程中，應(yīng)變不能通過粘滯流動就可產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，一旦內(nèi)應(yīng)力超過抗拉強度時，路面結(jié)構(gòu)將會發(fā)生開裂破壞。

1.2.2 疲勞破損

疲勞破損是指在交通重荷載作用條件下，瀝青路面容易疲勞，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)破壞。疲勞破損的發(fā)生主要是因為：1）荷載超載；2）交通量劇增；3）各結(jié)構(gòu)層承載能力下降；4）環(huán)境等因素引起的附加應(yīng)力。

1.2.3 水損害

由于水的滲入，瀝青與礦料之間的粘結(jié)能力有所下降。接著，在荷載的作用下，結(jié)構(gòu)骨架會出現(xiàn)破壞，從而導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生車轍、剝落和局部結(jié)構(gòu)破壞等早期水損害。在城市道路的養(yǎng)護過程中，經(jīng)常性的灑水清面，對路面結(jié)構(gòu)有所危害。

1.2.4 瀝青老化

瀝青老化是指瀝青路面在交通荷載與外界環(huán)境等條件下，隨著瀝青輕組分的揮發(fā)，硬度增大，瀝青性質(zhì)發(fā)生變化的現(xiàn)象。瀝青老化可分為兩種，短期老化和長期老化。

2 回歸分析

二分類Logistic回歸模型公式為：

3 基于回歸分析模型定量分析耐久性瀝青路面相關(guān)因素的影響

本文依托前研究學(xué)者的實驗數(shù)據(jù)，利用STATA對其進行了Logistic回歸，另外，對模型的擬合優(yōu)度進行了ROC檢驗 ，ROC 檢驗值達(dá)到 0.75 以上, 表明回歸模型模擬效果較好。

疲勞破損之所以對瀝青路面影響較大，主要是因為在行車快速行駛過程中，對路面連續(xù)的高強度沖擊，路面結(jié)構(gòu)為了對其作回應(yīng)，受力的強度會隨行車速度（加載速率）而增大，如圖1所示；若受力強度超過路面結(jié)構(gòu)的拉伸強度，結(jié)構(gòu)則發(fā)生破壞。

圖1 瀝青路面拉伸強度隨加載速率的變化曲線

4 結(jié)論

本文在探索瀝青路面耐久性的相關(guān)影響因素的前提下，采用Logistic回歸分析方法，構(gòu)建回歸模型，具體分析出各影響因素對瀝青路面耐久性綜合影響。

（1）闡述了瀝青路面耐久性的主要影響因素，并從結(jié)構(gòu)內(nèi)部分析出，瀝青混合料的配合比決定了其瀝青路面結(jié)構(gòu)的強度特性。

（2）介紹了Logistic回歸分析方法，并將該種方法更恰當(dāng)?shù)剡m用于瀝青路面耐久性相關(guān)因素的影響分析當(dāng)中。可定量分析出各相關(guān)因素對瀝青路面耐久性的綜合影響，也可直觀的發(fā)現(xiàn)某因素條件發(fā)生改變時，對另外部分因素產(chǎn)生的影響。

（3）回歸模型結(jié)果表明，瀝青質(zhì)量、礦料質(zhì)量、混合料配合比、施工質(zhì)量、水損害、疲勞破損是耐久性瀝青路面的主要影響因素。

[1] 鄭健龍. 基于結(jié)構(gòu)層壽命遞增的耐久性瀝青路面設(shè)計新思想[J].中國公路學(xué)報，2014,27(1)：1-7.

[2] 張春光. 瀝青路面耐久性影響因素及改善措施[J].石油瀝青，2007,21(4)：66-69.

[3] 董澤蛟,譚憶秋,歐進萍. 三向非均勻移動荷載作用下瀝青路面動力相應(yīng)分析[J].土木工程學(xué)報,2013，46(6)：122-130.

[4] 許月卿,田媛,孫丕苓. 基于Logistic回歸模型的張家口市土地利用變化驅(qū)動力及建設(shè)用地增加空間模擬研究[J].北京大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,2015，51(5)：955-964.

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