瀝青材料路用性能的氣候區劃
"八五"國家科技攻關課題運用數值區劃方法對瀝青及瀝青路用性能的氣候進行了區劃, 這種方法較以往的區劃方法更客觀定 量。區劃工作分以下幾個步驟進行:
(1)經過獨立性分析選取要素;
(2)資料的網格化處理;
(3)要素分布函數的擬合;
(4)用等概率原則對要素進行劃分。
1.氣候要素選取的原則
為能更好地進行瀝青及瀝青混合料路用性能的氣候區劃工作,在選取氣候要素時,本著兩 個原則: (1)能較好地反映影響瀝青 及瀝青混合料路用性能的氣候要素;
(2)要素本身應具有相對的獨立性。造成瀝青路面的永久性變形、低溫縮裂、疲勞龜裂及 加速老化的因素很多,氣候是最主要 的外在因素。研究課題首先利用經驗選出一些備用要素, 其次通過偏相關檢驗,確定要素之間是否相關,如果彼此不太依存, 就可選為區劃瀝青及瀝青 混合料路用性能的氣候要素。
2.區劃指標
(1)車轍變形主要在高溫期間產生,反映高溫的指標主要是為了評價夏季車轍變形的危害 程度。由于車轍形成的機理主要是: 瀝青混凝土的側向流動變形,在高溫條件下車輪碾壓的反 復作用使流動變形不斷累積形成車轍,因此高溫車轍問題與七月平均 最高溫度聯系最密切、最 直觀。為此選七月平均最高溫度作為第一個要素,≥25℃積溫可以作為一個輔助參考值。
(2)橫向裂縫主要是由于降溫及溫度循環反復作用在路面瀝青層產生溫度收縮裂縫及由 于半剛性基層收縮開裂產生的反射性裂 縫。最低溫度、溫降速率、負積溫等是影響溫度對瀝青 路面溫縮裂縫的要素。借鑒美國的成果,擬選極端最低氣溫作為區劃的 二級指標,負積溫也可 作為參考值。
(3)瀝青路面的水損害不僅與兩量有密切聯系,而且與雨日數有關。根據實際情況,選用 年降水量作為三級指標,≥10mm的雨 日數作為參考。
在圖1-2-3和圖-2-4中,示出了兩種高溫指標和兩種低溫指標的結果。經過比較,選用七 月平均最高溫度和年極端最低氣溫作為設計指標。
這三個設計指標的求法如下:
①七月平均最高溫度:先求每年七月份每一天下午2時的溫度(一天的最高溫度)的平均 值作為一年的七月平均最高溫度,再求 取30年的七月平均最高溫度的平均值,將其作為設計 的七月平均最高溫度。即相當于以30年作為設計周期,概率為50%。
②極端最低氣溫:先求每一年的極端最低氣溫,再求取30年的極端最低氣溫的最小值,將 其作為設計的極端最低氣溫。即相 當于30年一遇的概率。
新疆維吾爾自治區雖然沒有參加"八五"國家攻關課題的研究,但也按照同樣的方法對氣 候區進行了劃分,由于新疆地域遼 闊,所以在國家區劃的基礎上又進一步進行了細分。
廣東省地處我國南方,地勢北高南低,粵北與嶺南氣候差異甚大,以廣州和韶關相比,如圖 2-7所示,在同一個省內相距并不 遠,但氣候情況是相差很大的。這一點直接影響到瀝青路 面使用的瀝青標號、性質要求,這就說明氣候分區的重要性。廣東省 根據這一研究成果,已經 制訂了省范圍內的溫度、濕度氣候分區圖。