Evaluation method of differential scanning calorimetry for asphalt performance
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摘要: 应用DSC(differential scanning calorimetry)方法测定原样沥青聚集状态改变时的热量变化, 以及沥青在不同老化程度下和掺加蜡含量不同时的热稳定性及变化程度, 定性评价了不同沥青的温度稳定性和高温性能。结果表明, 从DSC测试的热量变化可发现沥青经过改性后, 温度稳定性提高了, 吸热峰能量值减少了50%以上, 感温性降低了; 沥青分别经过旋转薄膜烘箱和PAV老化后, 吸热峰能量值减少了40%以上, 表明经过程度不同的老化试验, 沥青的热稳定性更好; 含蜡量越低, 温度稳定性越好。DSC方法与沥青高温常规试验结果对比表明, 沥青吸热峰的能量值和沥青的高温指标试验结果之间有较好的相关性和一致性, 说明应用DSC评价方法可以从微观上验证与判断沥青的高温性能。Abstract: In order to evaluate the high temperature performances of different asphalts, asphalt heat quantity was measured when the assembling state of original asphalt changed, and asphalt heat stabilities and change extents under different aging extents and paraffin wax contents were measured by DSC method. The result indicates that asphalt temperature stability is improved, asphalt temperature sensitivity is reduced after asphalt is modified; asphalt aging time is longer, asphalt heat stability is better; the lower asphalt paraffin wax content is, the better asphalt temperature sensitivity is. The testing results of DSC method and general high temperature index experiment are consistent, their relativity is good, DSC method is a better method to verify and evaluate asphalt high temperature performance.
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Key words:
- pavement engineering /
- asphalt /
- DSC method /
- high temperature performance
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0. 引言
运输通道(或交通走廊)是在一定的地域中连接着主要的交通源, 承载着共同方向交通流的长条地带。一般是由若干条平行的不同运输方式线路共同组成, 运能强大, 并能适应多种运输需求[1]。本文所述的陆桥通道是中国东西向交通运输的走廊, 是欧亚大陆桥的运输主通道, 在中国境内东起连云港, 途经徐州、郑州、西安、兰州、乌鲁木齐等重要城市, 西至新疆北部边境的阿拉山口口岸, 横跨5省区, 经济腹地面积占全国土地面积的37%, 是中国沿海与内地相互联系的重要纽带。陆桥通道由铁路、公路、民航和管道等运输方式构成。其中铁路由陇海线、兰新线组成, 全长4120 km, 并通过其支点站与京沪、京九、京广、西康、宝成、包兰、南疆等线连接成网。陆桥通道在中国的社会经济发展中具有十分重要的地位, 对推动中国东靠西移的经济发展战略, 加强中国与东亚、中亚、西亚及同欧洲各国的经济联系与交流起到了纽带式的路网支持作用。近年来, 由于陆桥通道沿线经济的快速增长, 尤其是产业结构的不断调整和西部大开发战略的实施, 各种运输方式在不断发展和完善, 陆桥通道内的运输结构也在不断变化。人民生活水平的不断提高, 导致出行需求不断发生变化, 不同交通方式的快速发展对旅客出行方式选择的影响尤其显著。因此, 有必要研究通道内部旅客出行选择行为特征, 并分析、预测未来交通需求结构的变化趋势, 为各种运输方式的建设发展提供基础分析参数, 指导各种运输方式协调发展, 有序竞争。
1. 陆桥通道旅客出行基本特征
旅客出行的基本特征包括出行人员的社会经济特性、出行次数及偏好、出行目的分布、出行距离分布等。要全面、客观地反映旅客现状的出行特性[2], 需对通道客流进行出行特征的追踪调查。可以采用跟车问卷调查与定点调查相结合的方法, 在通道内比较繁忙的线路或区段选取主要的长途汽车站、旅客列车及长途班车、机场等客流集散点进行抽样调查。所调查的旅客出行方向应与通道交通流的方向一致, 并且出行距离在200 km以上, 而不考虑地区内短距离出行的旅客[3]。
本文根据2002年4月至5月在陆桥通道运输最繁忙的郑州到西安间的西安、渭南、三门峡、洛阳、郑州5地的调查数据[4], 分析陆桥通道旅客出行的基本特征。本次调查预计问卷4000份, 有效问卷3758份, 其中铁路1885份, 占50.1%, 公路1 405份, 占37.5%, 民航438份, 占12.4%。
1.1 出行旅客社会经济特性
1.1.1 旅客职业分布
旅客职业分布主要反映不同运输方式各类职业人员出行的比例构成。陆桥通道的客流构成见图 1。
从不同运输方式承担客流的结构来看: 公路和铁路旅客的各种职业构成比较均衡, 基本与总体旅客的职业构成相同, 其中, 企管人员所占的比例最大, 公路为26%, 铁路为19%, 其余主要是工人、农民、个体经商人员。民航旅客中企业管理人员、科技人员和行管人员比例大于其他各种方式, 共占约70%。由此可以发现: 行政管理人员、企业管理人员、科技人员中选择民航出行方式的比例最大, 工人、军人、离/退休人员、学生中选择铁路出行方式的比例最大, 个体经商人员、农民中选择公路出行方式的比例最大。
1.1.2 旅客收入特征
旅客收入特征是研究不同收入阶层的旅客对出行方式选择偏好的重要参数, 并可进一步分析和预测人民生活水平的提高对未来交通出行结构的影响。调查结果表明, 按月收入来看, 中等收入人员500~1000元和1001~1500元所占比例最大, 分别为28.9%和30.4%, 其他层次的比例基本相当。对统计结果利用式(1)进行拟和
α=∑ΝijΝ (1)
式中: α为收入从i元到j元的单方式旅客数所占总数的比例; Nij为收入从i元到j元的单方式旅客数; N为单方式旅客调查总数。
在考虑样本容量、时空分布、随机误差等因素的基础上进行样本修正, 根据拟和结果可得到不同运输方式旅客收入分布的近似曲线, 见图 2。
图 2表明, 各种运输方式承担的旅客的收入差距明显, 月收入介于500~1000元的旅客中选择铁路出行方式的比例最大, 说明现阶段铁路是一种大众较为普遍接受的运输工具; 月收入介于1000~1500元的旅客中选择公路出行方式的比例最大, 相对铁路而言, 中高收入人员的比例较高; 月收入高于2000元的旅客中选择民航出行方式的比例最大, 这与其对出行的要求相符合。
1.2 出行目的构成
运输方式实际上只是为了达到出行目的的一种手段, 不同的出行目的必然对手段的选择产生不同的影响。陆桥通道影响区内旅客出行目的构成见图 3。
可以看出旅客的出行以出差和探亲为目的比例最大, 两项总和超过一半, 以公务为目的的占39%, 商务旅行占28%, 非公务的占32%。公务旅客所占比重按照飞机、汽车、火车依次递减, 非公务旅客则相反。这是由于公务出行者时效性比较强, 而忽略费用的多少。对时间要求不十分严格的非公务旅行者, 则会充分地权衡各种方式的利弊, 最终做出满意的选择。
1.3 出行距离分布
出行距离反映了通道内旅客出行范围和运输总量的大小。分析的目的是为了研究出行距离因素对不同运输方式的运输需求的影响。对调查结果进行处理, 可得各种运输方式旅客出行距离分布见图 4。
图 4说明公路旅客运输灵活、方便, 适合于短距离的客流, 在小于200 km的出行距离内, 公路占有绝对优势; 当出行距离超过200 km后铁路所占运输市场份额开始大于公路, 铁路客运舒适、廉价, 适合于中、长距离的客流; 民航运输高速、昂贵, 适合于长距离客流。
2. 旅客出行方式选择行为
2.1 旅客对服务属性的选择
通过问卷调查, 询问旅客选择交通工具考虑服务属性的顺序, 并假定此次出行时飞机航线、高速和快速铁路、高速公路均已存在, 不同运输方式被旅客列为第一重要服务属性的比例见表 1。
表 1说明: 不同需求属性的旅客对服务属性重要程度的选择有所不同; 各种方式旅客最为关心的均是安全, 占约58%左右; 仅次于安全的要素是速度和费用; 直达被选择为第一重要因素的比例较低; 随着收入的提高, 旅费将不再是控制因素。
表 1 第一重要服务属性比例Table 1. Preference service attribution ration方式 第一重要服务属性比例/% 安全 费用 舒适 速度 直达 全方式 58.17 7.76 10.35 18.51 5.21 铁路 58.17 15.96 7.71 13.76 4.40 公路 58.64 5.83 10.07 18.77 6.69 民航 51.64 2.13 6.56 35.69 3.98 2.2 旅客对现有服务水平满意程度
不同需求属性的旅客对服务属性重要程度的选择有所不同, 将旅客对现有交通工具最不满意的方面按票价高、不舒服、不安全、速度慢、不准时作了统计, 结果见表 2。
表 2 最不满意服务属性排序Table 2. Worst service attribution ration/% 运输方式 票价高 不舒服 不方便 不安全 速度慢 不准时 铁路 38.26 7.69 3.10 2.03 37.87 11.05 公路 29.16 21.30 2.58 14.90 27.93 4.13 民航 65.28 10.60 5.37 14.60 1.56 2.59 由表 2中数据可见, 旅客对现有交通方式最不满意的方面是票价高, 对铁路和公路不满较多的还有速度慢。相比之下, 旅客对现有交通方式安全满意度较高, 急需满足旅客需求的是速度和票价。
2.3 旅客对出行方式的选择意愿
为了比较旅客对各种运输方式的选择偏好及满意程度, 应进行不同方式旅客最愿意选择的旅行方式的调查, 结果见表 3。
表 3 旅客最愿意选择的旅行方式Table 3. Optimum selection travel modes/% 旅客类型 最愿意选择的旅行方式 公路 铁路 民航 普通 高速 全方式旅客 25.13 15.37 56.39 3.11 铁路旅客 14.52 12.52 60.07 12.89 公路旅客 49.56 12.04 36.22 2.18 民航旅客 1.36 1.68 41.78 55.18 表 3表明: 全方式旅客中愿意选择高速列车旅行的旅客比例最大, 为56.39%;其次为公路, 为25.13%;旅客对旅行的速度和舒适性的要求较高。高速列车作为一种新型的交通工具, 被广大旅客看好, 高速铁路在各种运输中, 有着强大的竞争力。
2.4 旅客出行次数
调查数据表明: 旅客每年乘坐火车次数主要集中在0~10次的区间内, 平均为6次, 并以4次为最多; 旅客每年乘坐汽车次数主要集中在0~20次的区间内, 平均为12次, 并以5次为最多; 乘坐飞机次数主要集中在0~5次的区间内, 平均为2.36次, 并以2次为最多。出行次数分布曲线见图 5。
比较旅客每年乘坐火车和汽车的平均次数, 发现通道内旅客乘坐汽车的次数显著大于乘坐火车的次数(接近1倍)。这反映出本地区铁路所能提供的旅行服务还不够, 铁路的运输市场仍需开发。
3. 陆桥通道客运市场需求特征
3.1 客运需求旺盛, 市场逐步扩大
在客运需求数量增长的同时, 旅客运输市场将逐步扩大, 以经济规模带为主线形成了相应的城市带, 城市群内的短途旅客在客运市场中的比例更加稳定。经济持续、快速、健康发展, 人民生活水平的提高和人口的增长及城市化水平的提高, 都必将促使运输需求总量快速增长。
3.2 消费结构呈现多样性和不均衡性
人民生活水平提高使消费结构发生变化, 消费结构升级开始显现。居民消费水平的提高, 特别是旅游消费旺季的来临, 将带动消费性旅行不断增加, 非公务旅客比例逐渐加大, 客运市场呈现多样性。未来的客流构成中, 自费旅游、打工求职、探亲访友等出行目的的旅客将会不断增多。旅游消费将会逐渐成为一种大众消费方式, 旅游客流在运输市场中占的比例将会越来越大。同时, 地区经济水平差异和居民收入水平差异使陆桥通道客运市场呈现明显的不均衡性。
3.3 旅客出行方式选择发生变化
从旅客对服务属性的要求中可以看出, 安全性是各种交通运输方式服务属性的首选要素; 其次速度逐渐和费用一样成为人们出行考虑的重要因素; 高速铁路作为一种新型的交通工具, 被广大旅客看好, 有着强大的竞争力; 而选择飞机的乘客具有较大职业性, 以企业管理人员居多。从居民乘火车次数与在600 km内愿意选择乘坐火车的比例可以看出, 铁路是颇受本地居民欢迎的重要交通出行方式。
4. 结语
运输通道是一个国家运输网的骨架, 在运输网和整个国民经济的发展中都具有举足轻重的地位, 既是国家的产业通道, 又是运输业的大动脉。现代综合运输通道的形成是宏观经济发展的必然结果, 合理地规划和建设运输通道, 有利于促进区域化经济发展以及生产力的合理布局[6]。
随着陆桥通道沿线经济的快速发展, 通道内的旅客出行需求正在不断增加, 出行次数和出行距离也相应增加, 旅客出行目的呈现多样性, 客流源呈现不均衡性。在未来的运输市场中, 安全、快捷、舒适的交通工具将会倍受广大旅客的青睐。建设高速铁路、客运专线以及完善的高速公路网和航空网是适应未来人们复杂多样的出行需求的理想选择[7]。
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表 1 沥青DSC吸热峰数据
Table 1. Data of asphalt endothermic peaks
表 2 沥青老化吸热数据
Table 2. End othermic peak data of aging asphalts
表 3 加蜡量不同的沥青吸热数据
Table 3. Endothermic peak data of different wax content asphalts
表 4 沥青常规高温指标试验结果
Table 4. Tested result of common high temperature indices of asphalts
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