沥青路面的车辙病害分析及其对策.pdf

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第41卷第4期Vol.41，No.42015年8月SichuanBuildingMaterialsAugust，2015沥青路面的车辙病害分析及其对策12345汪涛,蒲凤平,贺晓峰,熊朕,王宠惠(1．宜宾清源水务集团有限公司,四川宜宾644000;2.中铁二局二公司,四川成都610000;3.榆林市天元路业有限公司,陕西榆林719000;4.西华大学西华学院,四川成都610039;5.长安大学公路学院,陕西西安710064)摘要:为了解决日益突出的路面车辙问题,通过分由于我国面层集料一般采用玄武岩,因此磨耗性车辙少见。析车辙的类型、影响车辙的内部和外部因素,归纳总结了车辙的预防和治理的对策,结论是通过材料、施工等方面的措施,可以减少车辙。对于减少和治理车辙病害有一定的现实意义和指导意义。关键词:沥青路面;车辙;对策;材料;施工中图分类号:U416．217文献标志码:B文章编号:1672-4011(2015)04-0103-02DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.04.0520前言车辙是路面结构及土基在行车荷载作用下的补充压实,图1压密性车辙图2磨耗性车辙以及结构层中材料的侧向位移产生的累积永久变形。车辙[1]1．3失稳性车辙容易造成路面水损害,在我国高等级公路和城市主要干道中,车辙已成为沥青路面的主要病害之一。随着经济建在高温条件下,由于沥青混合料中颗粒之间沥青膜在设的快速发展,公路交通量的不断增加,沥青层厚度增加,外力作用下产生了剪切变形,引起集料颗粒出现相对位移,路面车辙问题会越来越严重。特别是在重载高速公路、城车轮反复碾压作用使沥青混合料流动变形不断积累形成车市道路交叉口、公交停靠站等路段,路面车辙病害尤为突辙。一方面是车轮作用部位下凹,另一方面车轮作用甚少出,较深的甚至10cm以上,给行车安全带来极大威胁。的车道两侧反而向上隆起,在弯道处还明显向外推挤,车车辙严重影响行车的舒适性,而且削弱沥青路面结构的整道线及停车线因此可能成为变形的曲线。对主要行驶双轮体强度,是其他病害发生的诱因[2]。车辙对路面的最直接车的路段,车辙断面呈W形。失稳性车辙如图3所示。的危害就是使路面的局部变形过大,导致车辆高速行驶时,[3]形成晃动或不舒适,甚至引发车辆倾覆。我国很多路面[4]通车后很短时间就被破坏了,研究车辙等早期病害,对于延长道路使用寿命、提高服务水平有着现实意义。1车辙类型车辙是高级沥青路面的主要破坏形式。车辙还容易造成积水,进而导致车祸的发生。1．1压密性车辙由于沥青混合料的空隙率太大,辗压造成压密性车辙。图3失稳性车辙一般侧向隆起较小。压密性车辙如图1所示。我国一般为失稳性车辙,因此,必须提高沥青混合料我国沥青路面有时为了追求平整度,刻意等沥青混合的高温稳定性,即提高粘结力和内摩阻力。料温度下降后再碾压,因此压实度不够,进而造成压密性车辙的发生。沥青面层本身的压密产生的是一种正常的车2影响车辙的主要因素辙,有时片面追求平整度,在降温后碾压,造成压实度不车辙本质是由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下,足,就产生这种非正常的车辙。平整度固然重要,但压实度更重要,必须在确保压实度的前提下提高平整度。内部材料流动,产生横向位移,在轮迹处出现变形。1．2磨耗性车辙研究表明,处于45℃以上的沥青路面受交通荷载的作磨耗性车辙的原因是冬季埋钉轮胎、履带车、防滑链用最易造成较大的车辙。路面结构在交通荷载作用下产生等造成的,或龄期增长造成的。磨耗性车辙如图2所示。整体永久变形,主要是由于路基变形传递到面层引起。2．1外部环境因素作者简介:汪涛(1985-),男,工程师,本科,研究方向:沥青路面。外部环境因素主要包括高温、重荷载渠化交通、车流基金项目:省重点实验室开放基金项目(15206569);西华大学重点科量、车速、路面纵横坡的影响。其中高温和重荷载是两大研基金项目(THJ10-03);西华大学科研项目(14206106);西华大学科研项目(15206005)影响最大、最普遍的因素。由长大纵坡、车速缓慢而引起·103· Vol.41，No.4第41卷第4期August，2015SichuanBuildingMaterials2015年8月的车辙也不容忽视。3减少车辙的措施1)高温对车辙的影响。荷载和温度是路面产生车辙的两个重要因素。车辙的发展过程实际上是沥青混合料在高防治车辙病害,应从路面结构设计、针对性的高性能温下施加荷载的压密蠕变过程。温度越高,沥青混合料的材料应用、配合比设计优化、施工质量管理等多方面因素劲度模量就越低,抗车辙的能力就越小。着手,才能达到理想效果。提高沥青混合料的高温稳定性2)重载和交通量的影响。调查发现,车辙严重的路段是防治沥青路面产生车辙最有效的途径。具体有以下措施。超重载汽车所占比例较大。对于超载重车对沥青路面的二3．1从集料方面次压密现象突出。原沥青混合料面层的空隙率大时,这种1)集料破碎面多,石质坚硬,具有良好的表面纹理和现象就更加突出,车辙就易出现。粗糙度。3)交通条件的影响。在道路的交叉口,特别是有控制2)集料级配良好,有足够数量粗集料形成空间骨架结信号灯的交叉口,停车区域由于频繁的启动刹车,产生较构。大的水平荷载,若沥青面层的相对抗剪切能力不足,极易3)配合比设计合理,合理调整矿料级配,使之形成走形成较为明显的车辙。向成“S”型的间断级配。增加粗集料用量,保证粗集料与粗4)长大纵坡的影响。沥青混合料的蠕变就是由加载时集料颗粒之间有良好的嵌挤作用,使沥青混合料产生非常间决定的。因此,上坡路段造成的车辆减速、下坡路段造好的抵抗荷载变形的能力,即使在高温,沥青黏度有所下成的车辆制动导致的车辙往往要比平缓路段严重得多。沥降的条件下,对这种抵抗能力的影响也不会减小,因而具青混合料所承受的剪应力也大幅提高,因此,对于重车较有较强的高温抗车辙能力。多、坡度大的道路,车辙严重得多。3．2从沥青方面2．2内部因素1)使用黏度高的改性沥青或添加纤维。2．2．1路面结构设计2)提高沥青材料的粘稠度。选用高黏度沥青,使用添采用密实悬浮结构在高温的作用下,沥青混合料的黏加改性剂的改性沥青,以保证沥青混合料有足够的高温稳度降低,在车辆荷载的作用下极易产生车辙。定性和低温抗裂性。混合料剩余空隙率太小,遇到高温天气时,在重载车3)控制沥青与矿粉的比值,严格控制沥青用量。辆的作用下,路面产生的塑性变形无处藏身,在车轮的多4)外掺抗车辙剂,可以提高沥青混合料夏季高温抗变次作用下,出现相互排挤、来回移动的现象。车轮作用的形能力。部位下凹,两侧向上隆起,形成车辙。研究表明当沥青混3．3施工方面凝土路面空隙率小于2%时,对于其抗车辙性能是极为不利严格控制施工质量。从拌料、运输、摊铺、碾压、养的。护全程监控,对拌和、摊铺、压实温度和混合料密度、孔2．2．2原材料隙率、均匀性、结构层厚度、平整度等重点把关。充分压1)沥青的影响。沥青混合料的高温劲度取决于沥青的实,保证压实质量。劲度,沥青在高温和长时间荷载作用后,劲度随时间急剧下降。随着温度上升,沥青的稠度降低,其劲度也随之降4车辙治理总结低。低劲度模量的沥青往往易导致混合料劲度的降低。沥1)出现车辙的长大纵坡路段的治理措施为挖除出现车青用量越大,矿料颗粒间游离的自由沥青就越多。混合料辙的路段、加固路测的边沟与硬路肩,以增加其抗推能力。间的粘结力就越低,沥青混合料难以压实,在高温、轮荷2)铣刨下伏的老沥青路面、撒铺粘层沥青。在车辙路载作用下,车辙极易出现。段钉铺土工织物。2)矿料级配颗粒形状及表面特征的影响。矿料的级配3)重新设计沥青混合料配比,并加入抗车辙剂。影响着沥青混合料的内摩阻力。洁净、具有良好颗粒形状、表面粗糙和压碎值小的矿料组成的沥青混合料具有较好的5结语粘聚力。在掺入沥青之后,矿粉的含量决定了矿料与沥青的粘聚结合力。反之,如果矿料中矿粉含量过大,则沥青本文列举了车辙的类型,分析了车辙产生的内因和外与矿料的粘聚结合力就低,抗车辙能力就弱。因,提出了减少车辙的措施和治理车辙的工程实践总结。2．2．3沥青路面层间结合对于减少和治理车辙病害有一定的现实意义和指导意义。沥青路面层间滑动或松散则易造成路面结构的丧失效[ID:002121]应,沥青层间抗剪能力降低,沥青混合料因应力重分配而参考文献:使得沥青混合料失稳移动。而在结构层间设置透层沥青或粘层沥青则能有效减少层间滑动现象。沥青路面只进行面[1]邵正亚.沥青路面车辙试验分析与控制[J].四川建材,2011,层补强时应尤其注意这方面的问题。因为补强前,沥青面37(1):128-130.[2]李震.沥青路面常见病害的养护及处治措施[J].黑龙江交通层已使用很长时间,表面已趋光滑,抗滑力下降。故在重科技,2014,37(6):6,8.新补强前应采取措施,如铣刨、拉毛、增撒粘层沥青或加[3]谷建义,马银华,吴维彬.沥青混凝土材料的力学性能对车辙的铺土工织物等来增加层间的摩阻力。影响分析[J].重庆交通大学学报:自然科学版,2014,33(4):2．2．4施工工艺的影响46-50,105.施工配比与设计配比不一致、原材料及拌合质量不高、[4]吴建司,王文奇,田荣燕,等.青藏高原道路长寿命沥青路面材碾压机械组合不合理、混合料温度及碾压温度控制失当等料与工程措施[J].山西建筑,2015,41(6):134-135.原因均会对车辙的产生影响。·104·